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生物界

> 生物系統層級關係：生物圈 > 生態系統 > 群落 > 族群 > 個體
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**生物圈**（Biosphere）是指地球上**所有生態系的統合**整體，是地球的一個外層圈，其範圍為海平面上下垂直各約 10 公里 (共約 20 公里)。它包括地球上有生命存在和由生命過程變化和轉變的空氣、陸地、岩石圈和水。從地質學的廣義角度上來看生物圈是結合所有生物以及它們之間的關係的全球性的生態系統，包括生物與岩石圈、水圈和空氣的相互作用。生物圈是一個封閉且能自我調控的系統。地球目前是整個宇宙中唯一已知的有生物生存的地方。一般認為生物圈是從 35 億年前生命起源後演化而來的。

簡單來說地球上所有的生物體和賴以生存的環境，合稱生物圈。

## 詞源和使用

地質學家愛德華・修斯於 1875 年最早使用了「生物圈」（biosphere）一詞，並將其定義為「地球表面生命居住的地方」。該詞彙最初是地質學詞語，用以顯示達爾文和馬修・方丹・莫里的理論對地球科學的影響。1920 年代，生物圈一詞獲得其生態意義。1935 年生態系統這個詞被引入。弗拉基米爾・伊萬諾維奇・維爾納茨基將生態學定義為研究生物圈的科學。如今，生物圈的概念集合了天文學、地質物理學、氣象學、生物地理學、演化論、地質學、地質化學、水文學等多項科學，可以說它集合了所有與地球和生命有關的科學。

### 狹義定義

一些生物學家和地質學家使用生物圈這個詞時使用一個比較狹義的定義。比如地質化學家將生物圈定義為所有生物的總和。「人為定義，隨著人的發現改變」這個定義將生物圈定義為地球的四個圈（另三個為大氣圈、水圈和岩石圈）之一，通常認為該圈位於大氣圈底部、水圈全部和岩石圈上部。這個狹義的定義是現代科學的專業化導致的。有些科學家更喜歡使用 1960 年代出現的「生態圈」這個詞來代表這個狹義的定義。

### 廣義定義

另外的一些學者則採取廣義的**生物圈**定義：任何包含多個生態系，形成封閉而能自我調控的系統總稱
。
例如：1990 年代的生物圈計畫「生物圈二號」和外太空中的某些具生物的星球，即被部份學者視為是一個生物圈。

### 生物環境和小生境

生長環境和小生境是地球生物圈的更小單位。生長環境是植物和動物生長的自然去處。例如，洞穴、山和海洋。在身長環境裡還有小生境。活物在小生境的生物圈內佔據地盤。

## 地球生物圈

地球生物圈的範圍是陸域環境、淡鹹水區、低層大氣。
垂直上下各約 10 公里，共 20 公里。

### 歷史

地球生命的早期證據包括在格陵蘭島發現的，包含有生物活動痕跡的石墨，這個樣本距今大約 37 億年。此外，人們還在澳大利亞西部 34.8 億年歷史的砂岩中發現了微生物席化石。最近，在 2015 年，在澳大利亞西部發現了距今 41 億年的「生命遺蹟」。2017 年，科學家宣布在加拿大魁北克省 Nuvvuagittuq 的海底熱泉噴口沉積物中發現了疑似微體化石，其年齡達到 42.8 億年，堪稱地球上最古老的生命記錄，這表明，地球在 44 億年前形成海洋之後 「幾乎瞬間就出現了生命」。生物學家 Stephen Blair Hedges 認為，「如果地球上的生命出現的如此之快，那麼生命在宇宙中的分布或許十分常見。」

### 範圍

地球的每個部分，從極地冰蓋到赤道，每一處都遍布著生命的痕跡。最近的微生物研究發現，在地球的地層以下也有生物的存在，並且生存在這「非宜居區域」微生物形式的生物量可能超過了地球表面動物與植物的總和。地球生物圈的實際厚度難以估計。許多鳥類可以飛行至 1800 米的高空，而魚類可以遨遊在 8372 米下的深海。

並且我們還發現了許多更為極端的案例，黑白兀鷲可以飛上高達 11000 米的平流層；斑頭雁遷徙飛行時的高度達到 8300 米；氂牛生活在海拔 5400 米的高原；雪羊生活在 3050 米的高山。這些居住在高海拔地區的生物依賴地衣、草本生存。

在地球生物圈的每個角落我們都能發現各種生命形式。在土壤、熱泉、地表 19000 米下的岩石、海洋的最深處、64000 米的高層大氣中，我們都發現了生命的存在。在實驗環境中，微生物甚至可以在外太空的真空環境存活。土壤以及地表以下的細菌的總碳質量大約為 5 × 1017 g，大概相當於一個英國的重量。原核生物（包括細菌和古菌）的總碳質量可能高達 0.8 萬億噸（生物圈總碳質量估計在 1-4 萬億噸之間）。人們在深達 10000 多米的馬里亞納海溝中發現了適應高壓環境的微生物（耐壓生物）的存在，事實上，在深度 11000 米的挑戰者深淵中也發現了有單細胞生命的活動痕跡。其它研究指出，微生物能夠在美國西北部 2590 米的海床以下 580 米的岩石中興盛繁衍。在瑞典，科學家從鑽入地殼 5000 多米的岩芯中提取到了可培養的嗜熱微生物，此處岩石溫度在 65-75°C。地底溫度會隨著進入地殼深度的增加而上升，溫度上升的趨勢取決於許多因素，包括地殼類型（大陸 / 海洋）、岩石類型、地理位置等。已知微生物生命可以在最高 122°C 的溫度中生存（Methanopyrus kandleri Strain 116），「深層生物圈」 的生命極限很可能是由溫度而不是絕對深度來定義的。2014 年 8 月 20 日，科學家證實了南極洲冰層下 800 米有微生物的存在。 正如一位研究者所說：「你可以在任何地方找到微生物，它們對環境的適應性極強，無論在哪裡都能生存」。

### 年度變化

## 人造生物圈

人們在實驗環境中製造了一些生物圈，它們也被稱為是封閉的生態系統。這些人造生物圈被用於研究生態系統的演變以及地外生命的可能性。這些生物圈包括：

* 位於美國亞利桑那州的生物圈二號，占地面積 13000m2
* 蘇聯時期在西伯利亞克拉斯諾亞爾斯克的生物物理學學會建造的 BIOS-1、BIOS-2 和 BIOS-3
* 在日本進行的生物圈 - J（CEEF, Closed Ecology Experiment Facilities）實驗
* 在巴塞隆納自治大學進行的微生態生命支持系統替代方案（MELiSSA）實驗

## 地外生物圈

目前人類還未發現有地外生命存在的痕跡，所以關於地外生物圈的學說還處於猜想階段。地球殊異假說認為，類似地球的環境是十分罕見的，可能在大多數存在生命的地外星球中，其中的生命也只能以微生物的形式存在。相反，地球相似理論（Earth analog）則認為，宇宙中應該存在大量與地球類似的地外行星，因為畢竟地外行星的數目十分巨大。TRAPPIST-1 星系中可能存在有三顆與地球類似的行星，它們之中或許存在生物圈。我們對於生命的起源尚未有完整的認識，所以還不清楚在地外行星中到底有多大一部分發展出了實際的生物圈。

根據克卜勒太空望遠鏡的觀測結果，科學家推算，如果生命的發生概率大於千分之一，那麼距離地球最近的地外生物圈可能在 100 光年以內。

將來人類也可能在外星球建立人造生物圈，例如火星地球化構想。

## 相關條目

## 注釋

## 參考文獻
生物的單次繁殖和多次繁殖

**生物的單次繁殖和多次繁殖**（**Semelparity** and **iteroparity**）是指動物物種的繁殖策略。單次繁殖的動物一生只會繁殖一次，然後死亡；而多次繁殖的動物終其一生可進行多次繁殖行為。

## 參看

* 一年生植物 / 多年生植物
* 生態

## 參考資料

## 延伸閱讀

* (peer-reviewed) Nature Education Knowledge entry on Semelparity （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* De Wreede, R.E, and T. Klinger. Reproductive strategies in algae. pp. 267–276 in: Plant Reproductive Ecology: Patterns and Strategies. J.L Lovett-Doust & L.L Lovett-Doust (eds). Oxford University Press.
* Fritz, R.S., N.E. Stamp, and T.G. Halverson. 1982. Iteroparity and semelparity in insects. The American Naturalist 120:264-68.
* Ranta, E., D. Tesar, and V. Kaitala. 2002. Environmental variability and semelparity vs. iteroparity as life histories. Journal of Theoretical Biology 217:391-398.
生物相

**生物相**（英語：Biota (ecology)），又譯作**生物群**與**地方生物誌**，是指一地區或時代的生物總合。地球上的生物相生活在生物圈裡。一般來說，不會將人類放入生物相的分類中。

## 參見

* 生物群系
* 動物相
* 植物相
* 真菌
* 野生生物
生物相似藥

**生物相似藥**在美國稱為 Biosimilars 或是 Follow-on biologics；歐盟稱為 Similar Biological Medicinal Products；台灣則稱作**生物相似藥**，是幾乎和原藥品相同，但由不同藥廠製造的生物製劑。也就是原始創新藥品的官方核可版本，當原廠的生物製劑（大分子蛋白藥物）專利到期後，其他藥廠或生物科技公司可以參考該生物製劑的分子結構特性並利用已有數據，研發生產具有相似臨床療效的藥物。

 

## 概念

生物製劑是癌症與發炎性疾病重要的治療方式。其透過基因工程處理的活體細胞，像是治療性蛋白質（可取代或強化體內功能性蛋白質）以及單株抗體（能精準攻擊特定疾病標的）來製造，藥物結構的形式是 3D 立體，為許多次單元連結而成，製造過程的條件稍有不同就可能影響結構、純度、有效性的差異，最常用於發炎性自體免疫疾病治療（例如：類風濕性關節炎、乾癬、僵直性脊椎炎等），及癌症標靶治療（例如：乳癌、胃癌、肺癌、腎癌、大腸直腸癌、卵巢癌等）。
生物製劑原開發廠的製造過程條件通常是不公開的商業機密，因此其他藥廠研發生產的藥品不會與原開發廠完全相同，但可以「相似」，因此命名為「**生物相似藥**」。 
簡單來說，生物相似藥是與現有生物製劑高度相似的藥物，在安全性和有效性方面沒有臨床意義上的差異。

 

## 生物相似藥的製作與販售

大分子藥品雖在生產相似藥時不可能和原開發廠藥百分之百相同，但能做到「相似、相當」的程度，相較於一般市售的藥品，上市生物相似藥品所依循的法規要求高出許多。

### 製造

由於生物相似藥對溫度和酸鹼度等因素十分敏感，使得它們難以大規模生產，即便是製造條件的微小改變也可能導致最終產品發生意外。
生物相似藥的製造商需負責監測產品開發過程中的所有步驟，以確保藥物的純淨、穩定性及品質，一旦生產過程中出現問題或中斷，就可能影響品質和安全。
因此生物相似藥的製造藥廠將監控整個生產流程，除了進行多項定性分析證明大分子結構與功能達到法規規範的相似度外，還需要完整的臨床一期與三期試驗去證明其安全與療效相當，才能夠申請上市；省略臨床二期是因為二期的目的是要確認有效劑量，而此訊息可以從原開發廠專利藥物來得知，生物相似藥製造廠便直接沿用。
由於上市過程、所耗經費龐大，通常仍需像原廠一樣較有足夠資源與規模的藥廠投入生物相似藥的開發。

### 販售

生物相似藥的訂價相對原開發廠的生物製劑較便宜，能節省醫療支出、降低國家及病患家屬財政負擔，可提供病患另一種較為經濟的治療新選項。
而降低成本的關鍵在於不需要對於每一個適應症都進行大規模的臨床試驗，只要有完整的學理根據、簡化的臨床試驗以及免疫活性分析，就可以依照適應症外推的原則取得和原參考品一樣的適應症核准範圍。

 

## 生物相似藥的可互換性

多數國家，學名藥一旦被核准，即具有可互換性，也就是藥局藥師可提供代替原廠藥物的學名藥給病人使用；然而生物相似藥並不然，製造藥廠必須提出須顯示該產品與原參考藥物相似，並且可以預期其效果及安全性與任何原參考藥物的臨床結果相同。

FDA 於 2019 年 5 月已發佈生物相似藥用於證明可互換性的相關法規草案，只有在經過分析並且被 FDA 確定為「可互換」的生物相似藥，才能在沒有處方籤的情況下由藥師自行替代原參考藥物。然而，到目前為止，FDA 尚未指定任何生物相似藥可與其原參考藥物互換。可見生物相似藥相較學名藥而言，在使用程序上有更嚴格的把關。

 

## 生物相似藥與學名藥的差別

1. 生物相似藥屬於大分子蛋白，分子量最多可達學名藥的 1,000 倍，較小分子化學藥的學名藥結構上更複雜，因此生物相似藥與學名藥是完全不同的。生物相似藥是透過活細胞製造，學名藥是簡單的化學合成，因此生物相似藥的開發難度比學名藥高，法規的審核標準更嚴謹。
2. 學名藥的審核僅需約 50 項檢測，而生物相似藥的製程需經過約 250 項品質檢測，來確保其療效與安全性與原廠生物製劑相當。

生物相似藥與小分子學名藥根本上即不相同。(Da = 道爾頓)

## 相關法規

#### 歐盟

歐盟是第一個建立生物相似藥品法規的國家，率先打開了生物相似藥的市場，歐洲藥品管理局（EMA）於 2005 年擬定生物相似藥品規範（Guideline on Similar Biological Medicinal Products），指出生物相似藥品需透過執行比較性研究來證實與原廠藥品有相似的本質。至 2019 年止已有 11 個種類、31 個品項的生物相似藥品通過藥品審核上市。

#### 美國

美國是生物製劑的主要藥物開發市場，2010 年通過關於生物相似藥品的法規 —「生物藥品價格競爭與創新法案（Biologics Price Competition Innovation Act, BPCIA）」，明定生物相似藥一旦通過高度生物相似性或可替代性測試，即可上市。為了促進生物相似藥的發展，經核可上市的生物相似性藥品，可享有 1 年的市場銷售專屬權。至 2019 年止已有 9 個種類、16 個品項的生物相似藥藥品通過藥品審核上市。

#### 台灣

台灣參照歐洲藥物管理局法規，於 2008 年由行政院衛生署藥政處正式公佈「藥品查驗登記審查準則 - 生物相似性藥品查驗登記」，內容提供廠商在申請生物相似性藥品的指引外，也將各類影響用藥安全的風險因子納入規範中，加以預防及管理。

法規明定生物相似藥必須先選擇其參考藥物，於研發過程中使用參考藥物進行比較性研究，並在某些臨床試驗與非臨床試驗和於早期研發階段建立品質目標產品概況 (Quality Target Product Profile, QTPP)，經中央衛生主管機關認可核准上市。申請廠商應提供適當數據或資訊，並合乎科學去說明這些試驗數據與已核准上市參考藥品之間的關聯性，並提供資料來銜接台灣已核准上市的參考藥品。

 

## 參考資料

## 延伸閱讀

* Udpa N, Million RP. Monoclonal antibody biosimilars. Nature Reviews. Drug Discovery. January 2016, **15** (1): 13–4. PMID 26678619. doi:10.1038/nrd.2015.12.
* Jelkmann W. Biosimilar epoetins and other "follow-on" biologics: update on the European experiences. American Journal of Hematology. October 2010, **85** (10): 771–80. PMID 20706990. doi:10.1002/ajh.21805.
* New guide on biosimilar medicines for healthcare professionals. Prepared Jointly by the European Medicines Agency and the European Commission. [10 May 2017]. （原始內容存檔於 2018-04-20）.
* https://www.pbs.org/newshour/bb/whats-keeping-generic-version-biologic-drugs-u-s-market/ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
生物神经网络

**神經迴路**（英語：Neural circuit）是指生物體內一群由突觸相互連結的特定神經元群體，其負責傳遞、執行一項特定功能，並與其他神經迴路共同構築大腦更高階的神經網路，並產生個體的意識，協助生物進行思考和行動。

由於人工神經網路發展，作為對比也稱為「**生物神經網路**（英語：Biological Neural Networks）」。

## 歷史

* 1872 年，義大利的醫學院畢業生高基 (Santiago Ramón y Cajal)，在一次意外中，將腦塊掉落在硝酸銀溶液中。數週後，他以顯微鏡觀察此腦塊，成就了神經科學史上重大里程碑 --「首次以肉眼看到神經細胞」。該方法也成為神經科學領域最重要的染色法 —— 高基氏染色 (Golgi's method)。

 

## 基本構造

* **生物神經細胞**
  1. 細胞體（soma）
  2. 樹突（dendrites）
  3. 軸突丘（hillock）
  4. 軸突（axon）
  5. 突觸（synapse）
生物科技工業園

**生物科技工業園**（**Biotechnology industrial park**，簡稱 **BIP**）是一種專注於生物科技的工業園。通常為求合理的運用資源，生物科技工業園內的企業集合起來，可以發揮出生物分餾的效益。生物分餾的作用，就好像原油透過分層蒸餾的作用而產生出不同的產品出來。對於生物分餾技術來說，原材料（例如：廢油或受污染的泥土）在透過分餾的作用，重新成為多種可用於不同用途的產品。

## 台灣方面

台灣在生物科技的領域上，比歐美、日本起步晚了許多，尚無自行研發製藥的優勢，目前在台灣亦只有協助發展的協會，如：財團法人生物技術開發中心 (DCB) 、生物科技產業研究中心。

但於 2007 年中研院向行政院提出計畫案之後，於 2010 年歷經三次總算通過環境評估許可，中研院院長表示預計在在 2014 年完成基礎建設。因此將在南港設立『國家生技發展園區』，此為發揮產業聚落效應，開發經費也由 270 億元降為 160 億元。翁啟惠院長並解釋，設立此機構的目的，是為銜接基礎研究與產業發展，與任何新藥的開發，由基礎研究轉為市場產品。這項園區設立之工程預計在 2017 年完工。

## 新加坡方面

為新加坡科技研究局旗下的「生物醫藥科技園區」名為啟奧城，於 2003 年 10 月 29 日正式開幕，而又在開幕沒幾年便網羅世界各地的菁英到這裡為新加坡效力，如英國癌症基因專家大衛．連（Pro. David Lane），則出任了『分子與細胞生物研究院』院長。

成功複製世界第一隻哺乳動物多利羊的英國著名科學家科爾曼（Alan Colman）也被網羅至此。目前他為新加坡經濟發展局所投資的醫藥科技公司 ES Cell International 工作，從事研發根治糖尿病和心臟病的藥物。

除此之外，更吸引了許多國際知名藥廠來這設廠，如英國的 GlaxoSmithKline 、瑞士藥廠 Novartis 等。GSK 藥廠則投資 6 千 2 百萬新加坡元在新加坡設立一個 R&D 中心。Novartis 則設立『熱帶疾病研究院』，從事研發治療骨痛熱病和肺癆病的新藥。

## 參考
生物积累

**生物累積**（英語：**Bioaccumulation**）是指生物食用或體表吸收生活環境中的某些化學物質，這些物質沒辦法被代謝，便累積於生物體內，經由食物鏈中各階層消費者的食性關係而累積，越高級消費者的體內其累積濃度越高的現象。

## 原因

* 主要原因
  * 環境汙染：重金屬
  * 空氣汙染：汽機車排放廢氣、工廠排放廢氣、冷氣排放氟氯碳化物所造成空氣汙染
  * 化學物質汙染：如大量使用鎘
  * 水質汙染：任意傾倒有毒物入河川 {家庭廢水暫居多}、大海中 {輪船所排放的廢氣}
* 次要原因
  * 食物攝取

## 影響

**鎘**（Cadmium）是使用量較多的重金屬之一，主要有硫化鎘、氯化鎘、硫酸鎘、氧化鎘、碳酸鎘等。其中以電鍍業的使用較最多。鎘通常與鋅和鉛同時由礦石中開採和提煉。

鎘進入水體後會沉積於底泥及生物體內。有些鎘化合物的水溶性較佳，有些卻對土壤的親和力極強，此於環境介質中的 pH 質或其他可鍵結物質 {如腐質酸} 的存在有關。

**汞**（mercury）是屬於地球上較稀少的金屬之一，其元素態 {金屬態} 為銀色液體，且在常溫下能升華為氣態。

汞的用途相當廣，包含試用於氣壓計、壓力計、溫度計、日光燈、整流器、電池、汞觸媒、汞消毒劑（紅藥水）、顏料（如硃砂、辰砂即硫化汞紅色顏料）。

汞會經由不同的人為排放源進入環境中，其中則以與燃燒有關的釋放源最重要，美國估計全國排入大氣中的汞每年約有 144 公噸，其中有 33% 是來自於燃煤電力鍋爐、19% 垃圾焚化爐、18% 一般鍋爐、10% 醫療廢棄物焚化爐。

汞一旦進入大氣中，可能以氣態的形式存在或吸附於懸浮微粒物質，然後再經由沉降作用落至地表。大氣中的汞則以金屬態居多，且能長程傳輸，而其停留時間長達兩年之久。

**鉛**（Lead）被認為是在人類文明發展歷史中最重要的毒物之一，而開始使用。鉛在地殼中含量較少，在環境中可以不同的化合物種類存在。純鉛為灰色不溶於水，純鉛具有質地軟、可塑性佳、熔點低、抗酸、化性穩定等特性。鉛也使用於電子業、醫藥、陶瓷、玻璃、軍事等多方面用途。

在空氣中的鉛通常吸附於懸浮物質、然後經干或濕沉降落於地面、而通常後者之作用較為明顯。小粒徑者則有可能被長程傳送至人類活動較稀少之地區如南極，因此停留時間較短。

一般人的每日攝取量約為 1-5ug，而人體對鉛的主要暴露來源上有小孩誤食剝落的含鉛油漆或受污土壤、粉塵的吸入、特殊職業（電池、玻璃、水晶製造、加油站）。

## 參見

* 生物濃縮性
* 生物放大作用

## 參考文獻
生物程序

**生物過程**（英語：biological process），是指生物體維持自身功能完整性和與環境因素相互作用的動態過程。生物過程是由許多化學反應或其他與生命形式的持久性和轉化有關的事件組成的。例如，代謝和穩態都屬於生物過程。

生物過程的調節是指對任一過程的頻率、速率或程度的調節和控制。生物過程通過多種方式進行調控，例如控制基因表達、蛋白質修飾，或與蛋白質或底物分子的相互作用。

* 穩態：調節內部環境以保持恆定狀態，例如出汗以降低溫度；
* 組織：一個或多個細胞（生命的基本單位）的組成；
* 代謝：通過將化學物質和能量轉化為細胞成分（同化作用）和分解有機物（異化作用）來轉化能量。生物需要能量來維持內部組織（穩態）並產生與生命相關的其他現象。
* 生長：維持比分解代謝更高的合成代謝速率。有機體的生長並不只是簡單地積累物質。
* 適應：隨時間變化以適合在環境中生存的能力。這種能力是進化過程的基礎，並由生物體的遺傳、飲食和外部因素決定。
* 對刺激的反應：反應可以有多種形式，包括單細胞生物對外部化學物質的收縮，以及多細胞生物所有感官的複雜反應。反應通常通過運動來表達，例如植物的葉子轉向太陽（趨光性）和趨化性。
* 繁殖：產生新生物體的能力。或者是單個親本的無性生殖，或者是兩個親本的有性生殖。
* 生物之間的相互作用：生物體對相同或不同物種的另一生物體具有可觀察到的影響的過程。
* 此外還包括：細胞分化、發酵、受精、發芽、向性、雜交、變態、形態發生、光合作用、蒸騰作用。

## 另見

* 化學過程
* 生命
* 有機反應

## 參考文獻

## 參見

* 化學過程：化學反應、化學變化、物理變化
* 生物合成、生物降解
* 新陳代謝
  * 合成代謝：光合作用、碳固定
  * 分解代謝：呼吸作用
生物系

**生物系**可以指：

* **生物系**，大學或其他專上院校以生物學為主要內容的學系
* 生物股長，日本三人組成的以生物學命名音樂團體
生物系統

**生物系統**（biological system）是指許多相關的生物單元組成的複雜網絡。生物系統的尺度有大有小，會依系統的特性，有不同的結構。像由許多生物形成的族群，就是巨觀生物系統的例子。若考慮動物器官及組織的尺度，此一尺度的生物系統有循環系統、呼吸系統及神經系統。在微米及奈米尺寸的生物系統有細胞、細胞器、大分子複合物及調節 T 細胞通道。

## 器官系統和組織系統

以下是人體解剖學中研究的系統，許多動物也有類似的系統。

* 呼吸系統：用來呼吸的器官，包括咽、喉、支氣管、肺和橫隔膜。
* 消化系統：消化及處理食物，包括唾腺、食道、胃、肝、膽囊、胰臟、腸、直腸和肛門。
* 心血管系統（心臟和循環系統）：透過心臟及血管，將血液輸送到肺部以及身體各部位。
* 泌尿系統：腎臟、輸尿管、膀胱及尿道，和人體內的體液平衡、電解質平衡以及排尿有關。
* 皮膚系統：皮膚、頭髮、脂肪及指甲。
* 骨骼系統：支持身體的結構，並且保護身體內部，包括骨、軟骨、韌帶及肌腱。
* 內分泌系統：利用內分泌腺產生的激素和身體互動，內分泌包括有下視丘、腦下垂體、松果體、甲狀腺、副甲狀腺及胸腺等。
* 淋巴系統：在組織和循環系統之間傳送淋巴的組織，包括有淋巴結和淋巴管。淋巴系統的功能也包括免疫反應以及產生抗體。
  * 免疫系統：保護生物不被外來物質入侵.
* 神經系統：搜集資訊、傳送資訊並且處理資訊，包括有腦、脊髓、周圍神經系統、和感官。
  * 感官系統：視覺系統、聽覺系統、嗅覺系統、味覺系統，體感系統、前庭系統.
* 肌肉系統：可以配合環境，移動，維持姿勢，並且產熱，可以分為骨骼肌、平滑肌和心肌。
* 生殖系統：性器官，像是卵巢、輸卵管、子宮、陰道、乳腺、睪丸、輸精管、儲精囊、前列腺。

## 歷史

生物系統的表示方式和生物體的功能有關，系統是一組有明確功能的器官。在希臘羅馬古典時代（例如蓋倫、亞里斯多德）即有此概念，但「系統」一詞是近代才開始使用。例如神經系統的命名是 Monro 在 1783 年命名，但以弗所的魯弗斯（c. 90-120）是第一個將大腦、脊髓及顱脊神經視為一個解剖學單元，不過魯弗斯對其功能描述的不多，也沒有為此單元命名。

有關身體主要功能（因此也代表所對應的系統）的列舉，從古典時代之後就沒什麼變化，不過各學者會有不同的分類，像亞里斯多德、比夏和喬治・居維葉的分類就有不同。

用功能分工來標示生物系統的作法源自於 1820 年代法國生理學家亨利・米爾・愛德華，此概念「將生物視為人工製造的機器，以此觀點比較並且進行分析。」。米爾・愛德華的靈感是來亞當・斯密，米爾・愛德華認為「不論是動物或是植物，所有生物的身體都類似一個工廠，而器官就像是工人，不停工作以產生生物生存所需要的各種機制。」對於一些分化程度更高的生物體，分工可能會在不同的器官或是系統中進行。

## 細胞器系統

細胞的組成會依真核生物或原核生物而有不同。

* 細胞核（只有真核生物才有)：儲存遺傳物質，細胞的控制中心。
* 胞質溶膠：是細胞質的組成，本身是類似果凍的液體，細胞器懸浮在其中。
* 細胞膜
* 內質網：核膜的外層，其中形成了可以運輸物質的通道，可分為粗糙內質網（Rough Endoplasmic Reticulum, RER）和光滑內質網（Smooth Endoplasmic Reticulum, SER）兩種。
* 核糖體：細胞內部活動需要的蛋白質會在此合成，無法在其他細胞器中複製。
* 粒線體：細胞中產生能量的細胞器，是細胞內進行呼吸，產生 ATP（三磷酸腺苷）的部位。
* 溶酶體：會分解細胞中不想要或是不需要的物質。
* 過氧化物酶體：利用其中的消化酶來分解有毒物質，例如 H2O2（過氧化氫）。
* 高爾基體（只有真核生物才有），摺疊的網狀結構，可以進行物質的處理、運輸以及分泌。
* 葉綠體：光合作用所在的位置，儲存葉綠素。

## 相關條目

## 外部連結

* Systems Biology: An Overview （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） by Mario Jardon: A review from the Science Creative Quarterly, 2005.
* Synthesis and Analysis of a Biological System, by Hiroyuki Kurata, 1999.
* It from bit and fit from bit. On the origin and impact of information in the average evolution. Includes how life forms and biological systems originate and from there evolve to become more and more complex, including evolution of genes and memes, into the complex memetics from organisations and multinational corporations and a "global brain", (Yves Decadt, 2000). Book published in Dutch with English paper summary in The Information Philosopher, http://www.informationphilosopher.com/solutions/scientists/decadt/ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Schmidt-Rhaesa, A. 2007. _The Evolution of Organ Systems_. Oxford University Press, Oxford, [2].

## 參考資料
生物系統工程

**農業工程**是把工程科學和技術知識使用於農業生產，加工以及農村生活環境改善與生態維護的工程學科。農業工程學科結合動物生物學、植物生物學和機械、土木、化學工程的知識和原理，研究農業機械化、自動化和電氣化，農業水土資源的保護和利用，食品和農產品加工和保鮮，和農業生物環境優化與能源工程等。截至 2010 年，根據 US.News 的排名，美國排名第一的農業工程位於伊利諾伊大學香檳分校（Urbana-Champaign）。2013 年，US.News 的排名，美國農業與生物系統工程專業排名第一的是普渡大學。

## 領域

農業工程師從事的專業包括：

* 現代農業生產系統中的機械化，包括農村農業機械化發展，農業機械和設備的設計、試驗及維修等。如今更是緊密結合機器人技術發展智能化農業機器人。
* 作物生產工程，包括播種、耕作、灌溉和土壤和水資源的保護。
* 動物生產工程，包括家禽的保健，家禽、魚和奶的生產和管理。
* 食品和農產品加工工程，包括食品和生物加工技術，食品安全，糧食、油脂、水產品、畜產品和果蔬加工儲藏，和食品機械與包裝技術。
* 農業生物環境與能源工程，包括農業生物環境及其工程的優化，農村生態環境管理和現代農村能源系統的建立。

農業工程之技術領域也包括：

* 農田灌溉排水
* 農地重劃
* 邊際土地開發利用
* 農路建設改善
* 農村建築
* 農村規劃
* 農村基礎建設
* 農村生活環境改善
* 農業廢棄物處理
* 農業水污染防治
* 農業機械化
* 農業之設施建造
* 農產品運輸環境條件改善
* 農產品收穫後處理
* 農田水利管理設施機械化與自動化
* 牧柵、畜舍設施、畜牧給水設施
* 漁業給排水設施
* 治山防洪及水土保持工程生態化

## 參考文獻

## 外部連結

* 國際農業工程委員會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 中國農業工程學會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 中國農業機械學會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 社團法人台灣農業工程學會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 食品科學
* 現代食品工程
* 食品和生物加工技術
* 農業工程師
生物系統工程學

**生物系統工程學**（Biological systems engineering），是生物工程學的一個分支。

生物系統工程學可簡述為生物系統論、仿生工程與基因工程的整合，涉及醫療診斷、藥物篩選、遺傳育種與生物製藥等產業，包括了轉基因生物反應器、分子與細胞生物計算機等技術開發。系統生物工程是系統生物學的工程應用，包括合成生物學。歐美科技權威機構稱基因工程、轉基因動物與分子生物技術時代已經轉向系統生物工程、系統與合成生物學時代。

生物系統工程起初為生態系統工程、生物加工等，20 世紀 90 年代未重新定義為生態、器官、細胞和分子層次生物系統的系統生物工程，而成為系統生物學的工程應用學科。

2003 年美國貝克萊大學 J.Keasling 成立了世界上第一家合成生物學系 - 系統生物學基礎的遺傳工程，採用酵母細胞表達天然植物藥箐篙素分子，實現工程微生物代謝工程製藥。採用高通量生物技術、計算機輔助設計技術、奈米生物技術，人工合成全基因乃至基因組，把細胞作為計算機來重新進行人工設計，將帶來細胞製藥廠和細胞生物分子計算機的產業化。系統生物工程是系統生物學的工程應用，包括合成生物學。
生物素

**生物素**（**Biotin**）為維生素 B 群之一，又稱**維生素 H**、**維生素 B7**、**輔酶 R**（Coenzyme R）等。
生物素在肝、腎、酵母、牛乳中含量較多，是生物體固定二氧化碳的重要因素。容易同雞蛋白中的一種蛋白質卵白素（Avidin）結合，大量食用生蛋白可阻礙生物素的吸收導致生物素缺乏，如脫毛、體重減輕、皮炎等。由於其缺乏症極少發生，一般也常直接稱之為生物素。

生物素在脂肪合成、糖質新生、天門冬胺酸等生化反應途徑中扮演重要角色。

## 發現

1901 年，尤金・懷爾迪爾斯（Eugene Wildiers）發現一種促進酵母生長的物質，命名為「生物活素」（bios）。1933 年美國生物化學家富蘭克林・埃爾默・艾利森（Franklin Elmer Allison）等人從豆類根瘤菌中分離出一種固氮菌，命名為「輔酶 R」。1936 年，德國化學家弗里茨・科戈和本諾・騰尼斯從煮熟的蛋黃中分離出一種結晶物質可以促進酵母生長，稱之為「生物素」（biotin）。1937 年，美國科學家保羅・格約爾吉發現一種能防治由生蛋清餵養大鼠引起的皮炎的物質，因此用德文中皮膚 _Haut_ 的首字母，命名為「維生素 H」。1940 年格約爾吉及其同事通過實驗證實，生物活素、輔酶 R、生物素、維生素 H 為同一種物質。1942 年，美國生物化學家文森特・杜・維格諾德等人發現了生物素的化學結構。維生素 H 因屬於維生素 B 族，又是第七個被發現，故又名維生素 B7。

## 生物化學

對熱、光、酸安定，對鹼則不安定。為羧基轉移酶的輔酶。以生物素為轉移酶的酵素稱為生物素酶（biotin enzyme），包含與醣類代謝相關的丙酮酸羧化酶、與脂肪酸代謝相關的乙醯輔酶 A 羧化酶及丙醯輔酶 A 羧化酶、與白胺酸代謝相關的 3 - 甲基巴豆醯輔酶羧化酶（3-methylcrotonyl CoA carboxylase）等。

## 應用

雞蛋中的卵白素會與生物素進行幾乎不可逆的強烈結合，利用此特性可將生物素與標靶分子結合，並以卵白素檢驗之。另外亦有生物化學研究用試劑、癌症等的檢驗試劑，以及將單株抗體與化學療法藥物結合以直擊癌細胞的靶向治療製劑等應用。

## 攝取

成人每日建議攝取量為 45μg，第七版日本人營養需求訂之為 30μg。由於可被腸道菌群合成，在正常飲食的情況下並不會發生缺乏症。富含生物素的食材有酵母、肝臟、豆類、蛋黃等。生物素的利用效率根據食品的不同而相異，尤其是小麥中的生物素幾乎無法被人體利用。以營養補充品而言，生物素與其它維生素不同的是，在日本藥事法中其並不被認可為營養機能食品以外的項目，且每錠中的含量上限訂為 500μg。

因服用抗細菌藥造成腸道菌群的變化可能導致缺乏症。另外，生物素會與生蛋白中的卵白素強烈結合，進而阻礙其吸收，故大量食用生蛋白亦可能導致缺乏症。此時的缺乏症稱為蛋白障礙。若每日攝取 10 個以上的生蛋即有發生蛋白障礙的可能。缺乏症的症狀如下：

* 白髮、脫髮、濕疹或炎症等皮膚症狀
* 皮膚或黏膜變灰或掉屑
* 結膜炎
* 肌肉痠痛
* 疲勞
* 食慾不振
* 味覺異常
* 血糖上升
* 精神疾病
* 天門冬胺酸下降

過量症狀如下：

* 根據至今進行的動物研究，懷孕中母親陷入生物素缺乏的胎兒，有幾乎 100% 的機率會誘發畸形，如唇顎裂、海豹肢症、內臟缺陷等。而在動物實驗中大量攝取生物素時會使其累積在胎兒身上，並可能造成畸形的誘發。
* 造成失眠。

## 疾病與生物素

### 先天性生物素缺乏症的原因

先天性的生物素缺乏症大致上可分為生物素酶缺乏症與全羧基化酶合成酶缺乏症兩種，兩者皆屬於體染色體遺傳疾病。前者乃是缺乏生物素酶導致生物素無法被人體回收再利用；後者則是催化生物素與羧酶蛋白反應的酵素無法活性化導致的缺乏症。

### 後天性生物素缺乏症的原因

若胎兒出生時「繼承」了母親腸道內以壞菌占優勢的細菌叢 ，或母乳中缺乏生物素，即有可能會造成生物素缺乏症。日常生活中若接觸過量的菸、酒、乳製品、生蛋白等，或由於頻繁的下痢、抗細菌藥或心理壓力等造成腸道菌叢的組成異常，又或施打全營養靜脈注射、洗腎，及長期服用胜肽奶粉（幼兒）、部分抗癲癇藥物及鎮痛藥等，皆可能造成生物素的缺乏。雖然蛋黃中含有生物素，但都是與卵白素或離胺酸等蛋白質結合的型態，而穀物中含有的生物素無法被人體吸收，故由食物中攝取的生物素難以被人體利用。與此相對地，腸道菌叢產生的生物素則被稱為活性型或游離型。
生物素易發生多種藥物相互作用，服用前必須諮詢醫師，提供正在服用的藥品資訊。生物素亦常與日常飲食發生相互作用，如過量食用乳製品或生蛋白皆會減弱生物素的效力。而吸菸及二手菸也會使生物素失去藥效，飲酒則會大量消耗體內的生物素，服藥時應積極避免。另外，內服類固醇會惡化生物素的缺乏症，導致症狀無法改善與治癒，此時將類固醇改以外用為佳。

### 因生物素缺乏導致的疾病

生物素缺乏導致的發病機制有數種。如脾臟細胞的免疫系統活性各自發生異常（免疫球蛋白 A 或 G 等）、免疫力低下使得已經平息的症狀復發、持續食用高升糖指數（GI 值）的食品造成胰島素抗性增加，以及免疫球蛋白 E 具有異常的反應素活性等。生物素缺乏症的患者與健康者相較之下，生物合成的胰島素也較少。由於生物素是丙酮酸羧化酶的輔酶，其缺乏時亦會造成乳酸性酸中毒等現象。

### 皮膚病與生物素

生物素具有產生消炎物質來緩解過敏症狀的作用。另外其亦與蛋白質生成有關，可活性化皮膚細胞，促進老廢物質的排除，讓皮膚的機能維持正常。皮膚病中較具代表性的異位性皮膚炎和掌蹠膿疱症有時也使用生物素來治療。而生物素能提高膠原蛋白與神經醯胺（ceramide）等物質的生物合成，可促進骨骼發炎或變形相關疾病的治癒。

#### 糖尿病與生物素

生物素缺乏症與風濕、乾燥症候群、克隆氏症等結締組織免疫性疾病，以及第 1 型與第 2 型糖尿病皆有關連。生物素的缺乏若惡化，將導致胰島素的分泌極度低下。而生物素的服用已知可改善胰島素抗性、黏膜炎、皮膚病與血糖值等異常。

## 參考文獻

## 外部連結

* Biotin - Biocytin (Brewer's YeastBiotin Complex)
生物素化

在生物化學中，**生物素化**（英語：biotinylation）是指將生物素共價連接到蛋白質、核酸或其它分子上的過程。由於生物素的分子量不大（分子量為 244.31），生物素化反應快速、高效且不易被干擾。生物素化的分子能通過生物素與鏈霉親和素、親和素互作，且不受高熱、pH、蛋白酶解的影響。生物素與鏈霉親和素、親和素的結合特異且高效，因此這一互作在生物技術的許多領域有著廣泛的應用。另外，多個生物素化分子可以發生交聯來形成個科研人員感興趣的蛋白，同時允許和多個鏈霉親和素、親和素、中性親和素蛋白結合，增加了對此蛋白的檢測靈敏度。此外還有大量的生物素化分子的應用有待開發。

## 延伸閱讀

* Hermanson, G.T. Bioconjugate Techniques. Academic Press ISBN 0-12-342336-8
* Overview of Biotinylation （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Includes additional information and figures of reactive groups, biotin and linker regions.
* Gao, Wenqing; Wu, Zengru; Bohl, Casey E.; Yang, Jun; Miller, Duane D.; Dalton, James T. Characterization of the in Vitro Metabolism of Selective Androgen Receptor Modulator Using Human, Rat, and Dog Liver Enzyme Preparations. Drug Metabolism and Disposition. 2005, **34** (2): 243–53. PMC 2039882 . PMID 16272404. doi:10.1124/dmd.105.007112.

## 參考文獻
生物組織

**組織**（英語：Tissue）舊稱**𪱣**，是生物學中介於細胞和完整器官之間的生物組構層級，它由許多屬於同一器官的形態相似的細胞以及細胞外基質組成，並且具有一定功能。不同的組織分工合作形成器官。研究組織的學科是組織學，研究其病態的學科是組織病理學。多種組織構成一個器官。

## 動物組織

動物的受精卵經過細胞分裂、分化，形成了上皮組織、肌肉組織、神經組織和結締組織等基本組織。

## 植物組織

植物組織包括分生組織和基本組織等。分生組織經過分裂、分化形成保護組織、機械組織、營養組織和輸導組織。

## 參考文獻

## 參考書籍

* 陳子璉；曾園山、張惠君。人体结构学。北京：科學出版社. 2001. ISBN 7-03-009004-7.
* Esau, K. 1977. Anatomy of seed plants. NY: John Wiley and Sons. 550 pp.

## 參見

* 腺體
* 組織學
生物統計

**生物統計學**（有時也稱**生物計量學**）是統計學的原理和方法在生物學研究中的應用，是一門應用數學，最常見的是應用於醫學。

## 目的

在生物學、醫學、農學等的研究中，合理地進行調查或實驗設計，科學地整理、分析收集得來的資料，是生物統計的根本任務。

## 方法

生物統計從下面這些領域獲得定量方法:

* 統計學
* 作業研究
* 經濟學

更一般的還有

* 數學

生物統計通過研究樣本來了解母體，用樣本的統計量來估計母體的參數。

## 應用

生物統計被應用到下面這些領域的研究問題中:

* 公共衛生，包括流行病學、 營養學 和環境衛生學
* 基因組學和族群遺傳學
* 醫學
* 生態學
* 生物檢定法
* 農學

因為生物學和醫學研究的問題很多，生物統計學把它的領域範圍擴大到包括所有用於回答這些問題的定量的而不只是統計的模型。臨床試驗的設計和分析是統計在醫學上最被公眾所知的應用。統計學方法也開始綜合到生物訊息學和醫療訊息學中。

生物統計和**生物計量**似乎可以通用，但是**生物計量**趨向於指生物學（或主要是農學）方面的應用，而非醫學方面的。現在的趨勢是把生物計量用於指代一門完全不同的學科。

## 參見

* 流行病學

## 書籍、影片

### 書籍

* 明道緒。生物统计附试验设计。北京：中國農業出版社. 2002 年. ISBN 978-7-109-07551-1.
* 基礎生物統計學 Basic Statistics for the Health Sciences（5E）作者： Jan W. Kuzma、Stephen E. Bohnenblust 新功能介紹譯者：李采娟、梁文敏、李佳霙、張玉君 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）作者： 史麗珠 出版社：華杏 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（第九版）生物統計學（第九版）作者： 楊惠齡，林明德 出版社：新文京 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 影片

* 《國立中山大學開放式課程》生物統計學 (李玉玲老師) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 外部連結

* 國際生物協會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 百科法
* Biostat.org 生物統計資源，包括訓練計劃列表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計書目 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 流行病學
生物統計學

**生物統計學**（有時也稱**生物計量學**）是統計學的原理和方法在生物學研究中的應用，是一門應用數學，最常見的是應用於醫學。

## 目的

在生物學、醫學、農學等的研究中，合理地進行調查或實驗設計，科學地整理、分析收集得來的資料，是生物統計的根本任務。

## 方法

生物統計從下面這些領域獲得定量方法:

* 統計學
* 作業研究
* 經濟學

更一般的還有

* 數學

生物統計通過研究樣本來了解母體，用樣本的統計量來估計母體的參數。

## 應用

生物統計被應用到下面這些領域的研究問題中:

* 公共衛生，包括流行病學、 營養學 和環境衛生學
* 基因組學和族群遺傳學
* 醫學
* 生態學
* 生物檢定法
* 農學

因為生物學和醫學研究的問題很多，生物統計學把它的領域範圍擴大到包括所有用於回答這些問題的定量的而不只是統計的模型。臨床試驗的設計和分析是統計在醫學上最被公眾所知的應用。統計學方法也開始綜合到生物訊息學和醫療訊息學中。

生物統計和**生物計量**似乎可以通用，但是**生物計量**趨向於指生物學（或主要是農學）方面的應用，而非醫學方面的。現在的趨勢是把生物計量用於指代一門完全不同的學科。

## 參見

* 流行病學

## 書籍、影片

### 書籍

* 明道緒。生物统计附试验设计。北京：中國農業出版社. 2002 年. ISBN 978-7-109-07551-1.
* 基礎生物統計學 Basic Statistics for the Health Sciences（5E）作者： Jan W. Kuzma、Stephen E. Bohnenblust 新功能介紹譯者：李采娟、梁文敏、李佳霙、張玉君 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）作者： 史麗珠 出版社：華杏 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（第九版）生物統計學（第九版）作者： 楊惠齡，林明德 出版社：新文京 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 影片

* 《國立中山大學開放式課程》生物統計學 (李玉玲老師) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 外部連結

* 國際生物協會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 百科法
* Biostat.org 生物統計資源，包括訓練計劃列表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計書目 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 流行病學
生物經濟學

**生物經濟學**可以指：

* 生物經濟學 (漁業) ，使用經濟模型研究生物資源的動態
* 熱經濟學，又稱生物物理經濟學，應用熱力學定律研究經濟系統
* 生物經濟學 (經濟學)，研究人類生物學與經濟學的關係

## 另見

* 生態經濟學
生物經濟學_(漁業)

**生物經濟學** 與早期漁業理論的發展相關，在 1950 年代中期由加拿大經濟學者 Scott Gorden (於 1954 年) 與 Anthony Scott (於 1955 年) 提出。他們的構想為近期得到的生物漁撈模型，起初為 Milner Baily Schaefer 於 1957 年的研究，以實證資料推出的數理模型建立漁撈活動與生物成長間的關係並與生態學、環境科學與資源保護作連結。

這些想法當時在加拿大發展出多元的漁業科學氛圍，並帶動漁業科學和建模在多產與創建的時期中迅速的發展。當中的群體建模與魚群死亡率被介紹給經濟學家，經濟學家獲得新的中介科學建模工具，使其可評估不同漁撈活動的生物與經濟影響與漁業管理決策。

## 參見

* 綠色經濟
* EconMult
* 生物多樣性
* 生態經濟學

 

## 注釋

## 參考文獻

* Anderson LG and Seijo JC (2010) _Bioeconomics of Fisheries Management_ John Wiley and Sons. ISBN 978-0-8138-1732-3.
* Seijo JC, Defeo O and Salas S (1998) Fisheries bioeconomics: Theory, modelling and management （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） FAO Fisheries, Technical paper 368. ISBN 92-5-104045-1.
* Scott A (1955). [1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） The Fishery: The Objectives of Sole Ownership. The Journal of Political Economy 63 (2): 116-124.

## 外部連結

* Springer Journal of Bioeconomics （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Fishery Bioeconomics
* From the _Wolfram Demonstrations Project_ — requires CDF player (free) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）:
  * The Gordon-Schaefer Model （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  * Bioeconomics of a Discrete Ricker Model with Delayed Recruitment （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  * Surplus Production Models and Equilibrium Harvest （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  * Maximizing the Present Value of Resource Rent in a Gordon-Schaefer Model （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
生物组分

**生物組分**（biotic component(s)）或**生物因子**（英語：biotic factor(s)）可以概括為影響其他生物或塑造生態系的任何有生命的成分。這既包括捕食生態系內其他生物的動物，也包括被捕食的生物。生物組分還包括人類影響、病原體和疾病爆發。每個生物因子都需要適量的能量和營養來健康地運轉。

生物組分通常分為三大類：

1. **生產者**（也稱為自營生物）將能量（通過光合作用）轉化為食物。
2. **消費者**（也稱為異營生物）依賴於生產者（可能還有其他消費者）來獲取食物。
3. **分解者**（也稱為食碎屑者）將生產者和消費者中的化學物質分解為更簡單的形式，實現物質的循環使用。

## 參考文獻

## 參見

* 生物脅迫
* 生態學
* 生態系工程師
* 互利共生
* 人類對環境的影響
生物组织光学窗口

**生物組織光學窗口**（或**近紅外窗口**、**治療窗口**）指的是光在生物組織內穿透深度達到最大值的波長區間，一般處於近紅外波長範圍內。在可見 - 近紅外波段，散射是光與組織間最主要的作用形式，導致光在傳播過程中迅速彌散。由於散射增大了光子在組織內的傳播距離，因而光子為組織所吸收的概率也隨之增大。實際上，散射效應隨波長變化很小，因此，生物組織光學窗口的範圍主要受限於組織的吸收，其下限（短波長一端）由血液吸收所決定，上限（長波長一端）則由水的吸收所決定。對於光學成像和光熱治療等應用而言，選擇位於光學窗口波長範圍內的合適光源，對於提高成像（治療）效率、提高穿透深度、降低光致組織損傷，有著十分重要的意義。

## 生物組織各組分的吸收

吸收係數（ $\mu _{a}\,$ ）指光子通過單位距離時被吸收的概率。組織的不同組分有著不同的 $\mu _{a}\,$ 值；同時， $\mu _{a}\,$ 還是波長的函數。另外，摩爾消光係數 ( $\varepsilon \,$ ) 也是用來衡量組織吸收性質的重要參數，可以從 $\mu _{a}\,$ 計算得到。組織內不同發色團的吸收性質將在下面討論。

### 血液

血液中含有兩種形式的血紅蛋白：氧合血紅蛋白 ( $HbO_{2}\,$ ) 與氧分子結合，而脫氧血紅蛋白 ( $Hb\,$ ) 則不與氧分子結合。圖 1 顯示了歸一化後的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的吸收光譜。在 420 奈米、580 奈米處，( $Hb\,$ ) 分別達到最大和次大的摩爾消光係數峰值，在 580 奈米以上其消光則隨波長上升而下降；( $HbO_{2}\,$ ) 表現出類似的趨勢，不同的是其在 410 奈米處達到最大消光峰，在 550 奈米和 600 奈米處達到次大消光峰。而在 600 奈米以上波長，( $HbO_{2}\,$ ) 摩爾消光係數的降低要比 ( $Hb\,$ ) 更快。 $Hb\,$ 與 $HbO_{2}\,$ 摩爾消光係數曲線相交的點稱為等吸收點。

 
原則上，通過測定一份血樣在兩個不同波長下的吸收係數，就可以根據下式計算出血樣中氧合血樣蛋白 $HbO_{2}\,$ 和脫氧血紅蛋白 $Hb\,$ 的濃度：

　
: $\mu _{a}(\lambda _{1})=\ln(10)\varepsilon _{HbO2}(\lambda _{1})C_{HbO2}+\ln(10)\varepsilon _{Hb}(\lambda _{1})C_{Hb}\,$

　
: $\mu _{a}(\lambda _{2})=\ln(10)\varepsilon _{HbO2}(\lambda _{2})C_{HbO2}+\ln(10)\varepsilon _{Hb}(\lambda _{2})C_{Hb}\,$

 

其中， $\lambda _{1}\,$ 和 $\lambda _{2}\,$ 表示兩個不同的波長； $\varepsilon _{HbO2}\,$ 和 $\varepsilon _{Hb}\,$ 分別是 $HbO_{2}\,$ 和 $Hb\,$ 的摩爾消光係數； $C_{HbO2}\,$ 和 $C_{Hb}\,$ 則分別是 $HbO_{2}\,$ 和 $Hb\,$ 的濃度。血氧飽和度（ $SO_{2}\,$ ）可表示為

　
: $SO_{2}={\frac {C_{HbO2}}{C_{HbO2}+C_{Hb}}}$

### 水

儘管水對於可見光幾乎透明，但在近紅外區則有著較強的吸收。考慮到組織中水所占的比例之高，水也就成了影響組織光學穿透性的關鍵組分之一。水在 250-1000 奈米範圍內的吸收光譜見圖 2。

 
對組織總吸收貢獻較小的其他組分則包括了黑色素和脂肪等。

### 黑色素

黑色素是一種存在於皮膚中表皮層內的發色團，能夠避免組織受到有害的紫外線照射。當黑素細胞受到陽光照射刺激時，就會產生黑色素。在某些組分中，黑色素是最強的光吸收體，不過由於濃度較低，其對總吸收的貢獻往往小於其他組分。黑色素可以分為兩類：黑 / 棕色的真黑色素和紅 / 黃色的褐黑素。二者的消光光譜見圖 3。

### 脂肪

儘管吸收較弱，脂肪也是組織中濃度較高的組分之一（10%-40%）。哺乳動物的脂肪吸收光譜很少被報導，圖 4 顯示了經過提純的豬油的吸收光譜。

## 生物組織各組分的散射

光學散射發生在組織內部折射率發生變化處，而這可能出現在從細胞膜到細胞內部的任何地方。一般來說，細胞核和粒線體是細胞中最重要的散射體，這些散射體的尺寸可以從 100 奈米至 6 微米不等。而這類在細胞器上發生的散射大多是前向散射。

 
生物組織內的散射一般用散射係數來表示。與吸收係數的定義相似，它指的是光子在穿過單位距離時發生散射的概率。

## 有效衰減係數

組織吸收與散射所導致的光衰減可以用有效衰減係數 ( $\mu _{eff}\,$ ) 表示：

　
: $\mu _{eff}={\sqrt {3\mu _{a}(\mu _{a}+\mu '_{s})}}$

 
其中 $\mu _{s}^{'}$ 稱為傳播散射係數，定義為

　
: $\mu '_{s}=\mu _{s}(1-g)\,$

 
這裡 $g$ 表示組織的各向異性，一個典型的取值是 0.9。圖 5 顯示了乳房組織中的傳播散射係數隨波長的變化，可以看出該係數與波長見大致存在 $\lambda \,^{-0.7}$ 的依賴關係。當組織深度較深（ $d\,$ >> 1/ $\mu '_{s}\,$ ）時，有效衰減係數的大小將決定光在組織內的穿透深度。

## 生物組織光學窗口範圍的估計

基於組織吸收光譜或有效衰減係數光譜，可以對光學窗口的範圍加以估計。具體說來，在不同類型組織中，光學窗口的範圍也會有一定的變化。這不僅是由於不同組織中的血紅蛋白總含量不同，也與不同組織中的血氧飽和度差異關係甚大。以下是幾個例子，在這些例子中血紅蛋白濃度均假定為 2.3 毫摩爾 / 升。

 
**動脈的吸收光譜**: $SaO_{2}\,$ ≈ 98%（動脈血氧飽和度）。在此情形下氧合血紅蛋白占據主導地位，其吸收對吸收光譜（黑線）和有效衰減係數光譜（紫線）都提供了主要的貢獻（見圖 6a）。

 
**靜脈的吸收光譜**: $SvO_{2}\,$ ≈ 60%（靜脈血氧飽和度）。在此情形下氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白的貢獻相當。

 
**乳房組織的吸收光譜**: 要定義 $StO_{2}\,$ （乳房組織的血樣飽和度），就需要先了解該組織中動脈血和靜脈血的比例。這裡採用了動脈血和靜脈血之比為 20%/80% 的經驗數字。這樣就可以計算出總的血樣飽和度為 $StO_{2}\,$ = 0.2 x $SaO_{2}\,$ + 0.8 x $SvO_{2}\,$ ≈ 70%。

 
得到上述吸收光譜或有效衰減係數光譜後，通過取倒數就可以獲得有效穿透深度曲線（如圖 7）。判斷光學窗口範圍的一個有效方法即截取該曲線的半峰全寬。

## 參見

光學窗口

## 參考文獻
生物结皮

**生物土壤結皮**（biological soil crusts, **BSCs**, 簡稱**生物結皮**) 是由藍細菌、藻類、地衣、苔蘚等隱花植物和土壤微生物及其他生物通過菌絲體、假根和分泌物等與土壤表層顆粒膠結形成的一種複合體，是乾旱和半乾旱氣候土壤表面的生物群落。生物土壤結皮遍布世界各地，依地形、土質、氣候、植群、微生境、擾動的相異由不同物種組成。

生物土壤結皮具有重要的生態角色，有固炭、固氮、保持結構穩定的功能。也影響土表反照率、water relations、種子發芽、維管束植物的養分含量 。

生物土壤結皮一般劃分為藻結皮、地衣結皮和蘚結皮 3 個主要演替階段。

## 參考文獻

## 外部連結

* 維基共享資源上的相關多媒體資源：生物土壤結皮
* （英文）生物土壤結皮 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, 美國地質勘探局峽谷地研究站 (USGS Canyonlands Research Station)
生物统计

**生物統計學**（有時也稱**生物計量學**）是統計學的原理和方法在生物學研究中的應用，是一門應用數學，最常見的是應用於醫學。

## 目的

在生物學、醫學、農學等的研究中，合理地進行調查或實驗設計，科學地整理、分析收集得來的資料，是生物統計的根本任務。

## 方法

生物統計從下面這些領域獲得定量方法:

* 統計學
* 作業研究
* 經濟學

更一般的還有

* 數學

生物統計通過研究樣本來了解母體，用樣本的統計量來估計母體的參數。

## 應用

生物統計被應用到下面這些領域的研究問題中:

* 公共衛生，包括流行病學、 營養學 和環境衛生學
* 基因組學和族群遺傳學
* 醫學
* 生態學
* 生物檢定法
* 農學

因為生物學和醫學研究的問題很多，生物統計學把它的領域範圍擴大到包括所有用於回答這些問題的定量的而不只是統計的模型。臨床試驗的設計和分析是統計在醫學上最被公眾所知的應用。統計學方法也開始綜合到生物訊息學和醫療訊息學中。

生物統計和**生物計量**似乎可以通用，但是**生物計量**趨向於指生物學（或主要是農學）方面的應用，而非醫學方面的。現在的趨勢是把生物計量用於指代一門完全不同的學科。

## 參見

* 流行病學

## 書籍、影片

### 書籍

* 明道緒。生物统计附试验设计。北京：中國農業出版社. 2002 年. ISBN 978-7-109-07551-1.
* 基礎生物統計學 Basic Statistics for the Health Sciences（5E）作者： Jan W. Kuzma、Stephen E. Bohnenblust 新功能介紹譯者：李采娟、梁文敏、李佳霙、張玉君 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）作者： 史麗珠 出版社：華杏 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（第九版）生物統計學（第九版）作者： 楊惠齡，林明德 出版社：新文京 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 影片

* 《國立中山大學開放式課程》生物統計學 (李玉玲老師) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 外部連結

* 國際生物協會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 百科法
* Biostat.org 生物統計資源，包括訓練計劃列表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計書目 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 流行病學
生物网络

**生物網絡**指的是適用於生物系統的網絡。網絡指的是具有連為一體的子單元（例如連結到整個食物網的物種單元）的系統。生物網絡為生態學、進化學和生理學研究中發現的子單元連接提供了數學表示。神經網絡是生物網絡的一個例子。對人類疾病的生物網絡分析構建了網絡醫學領域。

## 網絡生物學和生物信息學

複雜的生物系統可以由可計算的網絡表示，並作為可計算的網絡進行分析。例如，生態系統可以被建模為相互作用的物種的網絡，或者蛋白質可以被建模為胺基酸網絡。如果將蛋白質分解得更徹底，胺基酸可以表示為連接碳，氮和氧等原子的網絡。網絡的基本組件是節點和邊緣。節點表示網絡中的單元，而邊表示單元之間的相互作用。節點可以類型廣泛的生物單元，其範圍大至個體生物，小至大腦中的單個神經元。網絡的兩個重要屬性是度中心性和介數中心性。度指的是連接節點的邊數，而介數指的是節點在網絡中的中心程度。具有高介數的節點往往充當網絡不同部分之間的橋梁（即交互必須通過該節點到達網絡的其他部分）。在社交網絡中，具有高度或高介數的節點可能在網絡的整體組成中起重要作用。

早在 20 世紀 80 年代，研究人員就開始將 DNA 或基因組視為一種語言系統的動態存儲裝置，其存儲的語言系統具有精確、可計算的有限狀態，可以表示為一個有限狀態機。最近關於複雜系統的研究也提出了生物學問題、計算機科學問題和物理學問題（例如玻色 - 愛因斯坦凝聚，一種特殊的物質狀態）在信息組織方面的一些深刻的共性。

生物信息學的關注焦點逐漸從個別基因、蛋白質和搜索算法轉向大規模網絡，並產生了各種「組」（-omes）如生物組（biome）、相互作用組（interactome）、基因組或蛋白質組。這些理論研究表明，生物網絡與其他網絡（例如網際網路或社交網絡）共享許多特徵。 

## 生物學網絡

### 蛋白 - 蛋白相互作用網絡

細胞中的許多蛋白 - 蛋白相互作用（PPI）形成蛋白質相互作用網絡（PIN），其中蛋白質是節點，它們的相互作用是邊。 PIN 是生物學中分析得最為深入的網絡。有許多 PPI 檢測方法可以識別這種相互作用。例如，酵母雙雜交系統是研究二元相互作用的常用實驗技術。

最近的研究表明分子網絡在長時間的進化過程中具有保守性。此外，網絡中度數較高的蛋白質比度數較低的蛋白質對生物的生存更重要。這表明網絡的整體組成（不僅僅是蛋白質對之間的相互作用）對生物體的整體功能是重要的。

### 基因調控網絡（DNA - 蛋白質相互作用網絡）

基因的活性受與 DNA 結合的轉錄因子調節。大多數轉錄因子與基因組中的多個結合位點結合，因此，所有細胞都具有複雜的基因調控網絡。例如，人類基因組編碼了大約 1,400 個轉錄因子，它們調節 20,000 多個人類基因的表達。研究基因調控網絡的技術包括 ChIP-chip、ChIP-seq、CliP-seq 等。

### 基因共表達網絡（轉錄本 - 轉錄本關聯網絡）

基因共表達網絡可以被理解為衡量轉錄本豐度的變量之間的網絡。這些網絡已被用於對 DNA 微陣列、RNA-seq 或 miRNA 數據進行系統生物學分析。加權基因共表達網絡分析被廣泛用於鑑定共表達模塊和模塊內的中樞基因。共表達模塊可以與細胞種類或細胞通路對應。模塊內的中樞基因可以作為各自模塊的代表。

### 代謝網絡

活細胞中的各種化學物質被生化反應連接起來。生化反應由酶催化，將一種化學物質轉化為另一種化學物質。因此，細胞中的所有化學物質都是複雜的生化反應網絡的一部分，這一網絡被稱為代謝網絡。對這一網絡的分析可以幫助我們了解自然選擇如何作用於代謝途徑。

### 信號網絡

信號在細胞內或細胞之間轉導，從而形成複雜的信號傳導網絡。例如，在 MAPK / ERK 通路中，通過一系列蛋白 - 蛋白相互作用、磷酸化反應將信號從細胞表面轉導至細胞核。信號傳導網絡通常與蛋白 - 蛋白相互作用網絡、基因調控網絡和代謝網絡共同發揮作用。

### 神經網絡

大腦中複雜的相互作用使其成為應用網絡理論的理想對象。大腦中的神經元彼此密切相關，這導致大腦在結構和功能方面都形成了複雜的網絡。例如，在靈長類動物大腦的皮層區域或人類吞咽過程中可以觀察到小世界網絡的特徵。這表明大腦的皮層區域並沒有直接相互作用，但大多數區域可以通過少數幾次相互作用彼此連接。

### 食物網

所有生物通過攝食作用相互連接。也就是說，如果一個物種吃另一個物種或被另一個物種吃掉，它們就會在捕食者和獵物相互作用的食物網中相連。網絡分析可用於研究食物網穩定性並考察某些特定網絡的特徵是否會使網絡更加穩定。

## 參考文獻
生物群

**生物相**（英語：Biota (ecology)），又譯作**生物群**與**地方生物誌**，是指一地區或時代的生物總合。地球上的生物相生活在生物圈裡。一般來說，不會將人類放入生物相的分類中。

## 參見

* 生物群系
* 動物相
* 植物相
* 真菌
* 野生生物
生物群层序律

**化石層序律**（英語：**Principle of faunal succession**）也稱**生物群層序律**，是地質學一條普遍法則，是生物地層劃分、對比的理論依據，最早由英國地質學家威廉・史密斯提出。史密斯認為：相同岩層總是以同一疊覆順序排列著，並且每個連續出露的岩層都含有其本身特有的化石，利用這些化石可以把不同時期的岩層區分開。通俗地講，就是「含有相同化石的地層的時代相同，不同時代的地層所含的化石不同」。利用這條規律，可以根據所含化石的面貌鑑別岩石的年齡。

## 參考資料
生物群系

**生物群系**（英語：biome）又稱**生物群區**、**生物區系**，是一組以氣候及地理劃分的共生生物群落（包括植物群落、動物群落、土壤生物群落等），也是一生物地理學單位；其反映了生態學上特定的氣候、植被、土壤等生態條件。

生物群系通常以以占優勢的植被類型和氣候類型為特徵，如熱帶雨林、沙漠等生態域；同一生態群系在不同地區物種成分有所不同。而生物群系根據氣候、植被的緯向分布特性所劃分的帶狀氣候區，稱為**植被氣候帶**。

生物群系是比生態系統更大尺度的生態環境分類方式，對應的實例是**生態大區**（bioregion），不應與比生態系統（對應生態區）尺度更小的群落生境混同（粗略對應生態功能區）。

地球上許多地方具有類似的非生物因子（如水、土壤等）與生物因子，換句話說就是具有類似的生態系，因而可予以歸類，類似的生態系即被稱為生物群系。N. A. Campbell (1996) 便定義為「根據優勢的植被，並以此環境中生物的適應為特徵，來分類的世界主要群聚」。

生物群系的劃分可依照以下幾種因素：包括植物構成（例如樹木、灌木和草）、葉型（例如闊葉和針葉）、植物間距（森林、疏林、稀樹草原）和氣候。與生物地理分布區不同的是，生物群系的劃分並不考慮遺傳學、分類學或歷史相似性的因素。生物群系通常被視為生態演替和頂極植被（局部生態系統的准平衡狀態）的特定模式。生態系統由眾多群落生境組成，而生物群系則是大型的棲息地類型。然而，大型的棲息地類型是妥協的結果，有著其自身固有的複雜性。一些棲息地的例子是池塘，樹木，溪流，小溪，岩石下面，和在沙或泥土中的洞穴。

生物群系的基本分類有：

1. 陸地生物群系
2. 水生生物群系（包括淡水生物群系和海洋生物群系）

## 分類系統

世界上有許多的生物群系，然而如何界定生物群系的大小或依照什麼標準來分類生物群系，目前仍有許多的論述與見解，學界中較為知名的有以下幾類：

* Holdridge Scheme
* Whittaker's Biome-type Classification Scheme
* Walter System
* Bailey System
* WWF System

Manuel Carl Molles, Jr.（2005）強調降水與溫度對於生物分布重要限制因子，把世界的植被氣候帶分成

* 熱帶雨林（Tropical Rainforest）
* 熱帶季節乾旱林（Tropical Dry Forest）
* 熱帶疏林（Tropical Savanna）
* 沙漠（Desert）
* 地中海型氣候帶（Mediterranean Woodland and Shrubland）
* 溫帶草原（Temperate Grassland）
* 溫帶森林（Temperate Forest, Old Growth）
* 北方針葉林（Boreal Forest, Taiga）
* 凍原（Tundra）
* 山地（Mountains）

### 生物群系地圖

## 參考文獻

### 引用

### 來源

## 外部連結

* 世界生物群系 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） － Missouri Botanic Garden
* 全球現有和陸地生物群系地圖 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 氣候
* 生態氣候圖
生物群落

> 生物系統層級關係：生物圈 > 生態系 > 群落 > 族群 > 個體
> 
> 

**群集**（英語：community）又稱**群落**、**群聚**，是指生存在一起並與一定的生存條件相適應的生物的總體。群落生境是群落生物生活的空間，一個生態系則是群落和群落生境的系統性相互作用。

從定義可知，它是由在一個群落生境裡生活的動物群落和植物群落，也稱為生物系統組成的。生物地理群落是生物和地理因素，就是說無生命的環境的總和。這些關係的總和則是生態系。這個概念 1877 年由卡爾・奧古斯都・莫比奧斯提出，他將一個牡蠣海岸上的所有生物稱作「生物社區」或是「生物群落」。

一個群落的生物物種占據不同的小生境。一個群落的生物相互之間有著不同的關係。

## 變化的從屬關係

一個物種，特別是當它遷徙的時候，它會成為不同生物群落的成員。例如，在海洋的幼河鰻魚以葉狀幼體的形式屬於浮游生物，後來成為草鰻時它則成為海洋自游生物，到最後它成為河流里或湖裡的自游生物。而不同的生長階段也會使一個物種軌歸到不同的群落中去。例如大多數的蟹的幼體是無節幼體，算作浮游生物。但成體卻會生活在水中或岸邊，這時它們就屬於底棲生物。而很多貝類動物和多毛綱動物也是如此。

## 群集的特性

* 一個群集生境的小生境越是多樣，那麼其中的物種就越豐富。（熱帶雨林）
* 一個群集生境的非生物因素和全球平均值相差越大，其物種也會越少，但個體數目卻會越多。這個區域的群集通常是高特異性的。（鹽湖，深海）
* 一個群集生境的生存環境越是緩慢連續地交替改變，群集也越豐富。（珊瑚礁）

## 群集的結構

在生物群集中，各個族群占據了不同的空間，使群落具有一定的結構。群落的結構包括**垂直結構**和**水平結構**。

### 垂直結構

**垂直結構**是指在群落生境的垂直方向上，群落具有的明顯分層現象。

以森林的群集結構為例。在植物的分層上，由上至下依次是喬木層、灌木層和草本植物層。動物的分層亦呈這種垂直結構：鷹、貓頭鷹、松鼠居於森林上層，大山雀、柳鶯等小型鳥類在灌木層活動，鹿、獐、野豬等獸類居於地面，蚯蚓、馬陸等低等動物則在枯葉層和土壤中生存。

### 水平結構

**水平結構**是指在群集生境的水平方向上，群集具有的明顯分層現象。由於在水平方向上存在的地形的起伏、光照和濕度等諸多環境因素的影響，導致各個地段生物族群的分布和密度的不相同。

同樣以森林為例。在喬木的基部和被其他樹冠遮蓋的位置，光線往往較暗，這適於苔蘚植物等喜陰植物的生存；在樹冠下的間隙等光照較為充足的地段，則有較多的灌木與草叢。

## 群集的演替

一個群集被另一個群集取代的過程稱為群集的演替。

## 生物屍積群

生物屍積群顯示了地質史上某個瞬間的群落狀況。在這麼一個生物屍積群里，一個群落的生物會被共同埋在一起並成為化石。

## 參考

## 參見

* 生態平衡
生物聚合体保存

大多數化石代表骨骼或貝殼等礦化物質，但有時甲殼和膠原蛋白等「生物聚合物」也會留下化石 — 最著名的是「伯吉斯頁岩型保存」(Burgess Shale type preservation) 和孢型 (palynomorph) 保存，軟組織的保存並不像有時認為的那樣罕見。

## 可保存什麼

DNA 和蛋白質都不穩定，在被降解前很少能存留超過數十萬年。多糖的保存潛力也很低，除非它們高度交聯，這種相互連接在結構組織中最常見，並使它們能夠抵抗化學腐蝕。此類組織包括木材 (木質素)、孢子和花粉 (孢粉素)、動物和植物的表皮 (膠膜)、藻類的細胞壁 (膠鞘)，可能還有一些地衣的多糖層。這種相互聯繫使得這些化學物質不太容易發生化學衰變，這也意味著它們是一種較差的能量源，因此不太可能被食腐生物消化。在受熱受壓後，這些交聯的有機分子通常會「煮熟」變成油母質或短 (碳原子數小於 17) 脂肪族 / 芳香族碳分子。其他一些影響保存的可能因素，如使多毛類的頜骨比化學成分相同但未硬化的身體角質層更易保存下來。

人們認為「伯吉斯頁岩型保存」只能保存堅硬的角質層類型軟組織，但越來越多的生物被發現都缺乏這種角質層，例如可能的脊索動物皮卡蟲和無殼的烏海蛭 (Odontogriphus)。

人們普遍誤認為軟組織保存必需要在無氧環境中，事實上，許多腐爛是由硫酸鹽還原菌介導的，它們只能在厭氧條件下存活。然而，缺氧確實降低了食腐生物干擾死亡生物體的可能性，而其他生物體的活動無疑是軟組織破壞的主要原因之一。

如果植物表皮層含有膠膜 (cutan)，而非角質，則更容易被保存下來。

植物和藻類產生最易保存的化合物，泰格拉爾 (Tegellaar) 根據其保存潛力列出了這些化合物 (見參考文獻)。

## 粘土礦物的作用

粘土礦物可以增強有機質的保存性，不同的粘土礦物會留下不同的特徵。與粘土相伴的有機質往往富含脂質，缺乏蛋白質和木質素；高嶺石似乎用多糖來豐富有機物，而富含芳香化合物的有機物則與粘土礦物如蒙脫石結合保存下來。

## 參考文獻
生物聚合物

**生物聚合物**（英語：Biopolymer）又稱為**生物多聚體**、**生物聚合體**或**生物高分子**，是由活的生物體產生的聚合物。因為他們是聚合物，生物聚合物包含有單體單元，相互之間以共價鍵相連以形成更大的結構。根據所使用的單體以及形成的生物聚合物的不同，主要有三大類主要的生物聚合物：多核苷酸是由 13 個或更多核苷酸單體所組成的長聚合物，多肽是胺基酸的短聚合物，而多糖通常是糖類線性連結而成的結構
。生物聚合物的其它實例包括橡膠，木栓質，黑色素和木質素。

纖維素是地球上最常見的有機化合物和生物聚合物。大約 33％的所有植物物質是纖維素。棉花的纖維素含量為 90％，而木材的是 50％。

## 參見

* 生物塑料
* 縮合聚合物
* 高分子化學，又稱「聚合物化學」
* 黑色素
* 核酸序列
* DNA 測序

## 參考文獻
生物胺

**生物胺**(英文：Biogenic amine) 泛指所有生源胺類物質，重要的例子有組胺、酪胺、血清素、兒茶酚胺和色胺。生物胺有內源生物胺和外源生物胺之分。

## 外部連結

* The Biogenic Amines - _Neuroscience_ 2nd edition, Dale Purves et al.
生物能

**生物能源**（英語：Bioenergy）是從生物來源的材料製成的可再生能源。生物質是太陽光中的化學能的形式存儲的的任何有機材料。作為一種燃料，它可能包括木材、廢木料、秸稈、有機肥、甘蔗和多種農業工藝的許多其他副產物。到 2010 年，全球的發電生物能源已安裝容量是 35 GW（47,000,000 hp），其中在美國有 7 GW（9,400,000 hp）。

在最狹義的的意義上，它是生物燃料的同義詞，而生物燃料是從生物來源的燃料。在更廣泛的意義上，它包括生物質，這是用作生物燃料的生物材料，以及使用生物來源能量相關的社會，經濟、科學和技術領域。這是一種常見的誤解，生物能源是從生物質中提取的能量，因為生物質是燃料和生物能源是包含在燃料中的能量。

與美國有傾向於生物燃料（biofuel）相比，在歐洲較常使用生物能源（bioenergy）這個詞。

## 固體生物質

生物質燃料的優點之一是它通常是其他工藝的副產品，殘渣或廢棄物，如農業，畜牧業和林業 。在理論上，這意味著燃料和糧食生產之間沒有競爭，儘管不總是這樣 。評估開發生物質作為能源原料的適用性時，必須考慮土地利用，現有生物質能工業和相關轉化技術。

生物質是來自最近的活生物體的物質，其中包括植物、動物及其副產物。糞便、花園廢物和作物殘留物都是生物質的來源。它是一種基於碳循環的可再生能源，與其他自然資源（如石油，煤炭和核燃料）不同。 另一個來源包括動物廢物，這是主要由飼養在工業規模農場的動物產生的持續的和不可避免的污染物。

還有專門生產生物燃料的農產品。

## 污水生物質

面向開發中國家的新型生物能源污水處理工藝目前正處於開發階段。 Omni 處理器是一個自我維持的工藝過程，其使用污水固體作為燃料將污水廢水轉化為飲用水和電能。

## 生物質發電

用於電力生產的生物質按地區劃分 。森林副產品，如木材殘留物，在美國很受歡迎 。農業廢物在模里西斯（甘蔗渣）和東南亞（稻殼）中很常見 。禽類垃圾等畜牧業殘留物在英國頗受歡迎 。

## 對環境造成的影響

森林生物能源的一些形式最近受到綠色和平組織和自然資源保護委員會等環境組織的大力批評，因為它們有對森林和氣候的不利影響。綠色和平組織最近發布了一份題為「促進生物質 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）」的報告，其中概述了他們對森林生物能源的關注。

## 參見

* 生物炭
* 生物氣體
* 顆粒燃料
* 生物能源與碳捕獲和儲存

## 參考資料
生物能源

**生物能源**（英語：Bioenergy）是從生物來源的材料製成的可再生能源。生物質是太陽光中的化學能的形式存儲的的任何有機材料。作為一種燃料，它可能包括木材、廢木料、秸稈、有機肥、甘蔗和多種農業工藝的許多其他副產物。到 2010 年，全球的發電生物能源已安裝容量是 35 GW（47,000,000 hp），其中在美國有 7 GW（9,400,000 hp）。

在最狹義的的意義上，它是生物燃料的同義詞，而生物燃料是從生物來源的燃料。在更廣泛的意義上，它包括生物質，這是用作生物燃料的生物材料，以及使用生物來源能量相關的社會，經濟、科學和技術領域。這是一種常見的誤解，生物能源是從生物質中提取的能量，因為生物質是燃料和生物能源是包含在燃料中的能量。

與美國有傾向於生物燃料（biofuel）相比，在歐洲較常使用生物能源（bioenergy）這個詞。

## 固體生物質

生物質燃料的優點之一是它通常是其他工藝的副產品，殘渣或廢棄物，如農業，畜牧業和林業 。在理論上，這意味著燃料和糧食生產之間沒有競爭，儘管不總是這樣 。評估開發生物質作為能源原料的適用性時，必須考慮土地利用，現有生物質能工業和相關轉化技術。

生物質是來自最近的活生物體的物質，其中包括植物、動物及其副產物。糞便、花園廢物和作物殘留物都是生物質的來源。它是一種基於碳循環的可再生能源，與其他自然資源（如石油，煤炭和核燃料）不同。 另一個來源包括動物廢物，這是主要由飼養在工業規模農場的動物產生的持續的和不可避免的污染物。

還有專門生產生物燃料的農產品。

## 污水生物質

面向開發中國家的新型生物能源污水處理工藝目前正處於開發階段。 Omni 處理器是一個自我維持的工藝過程，其使用污水固體作為燃料將污水廢水轉化為飲用水和電能。

## 生物質發電

用於電力生產的生物質按地區劃分 。森林副產品，如木材殘留物，在美國很受歡迎 。農業廢物在模里西斯（甘蔗渣）和東南亞（稻殼）中很常見 。禽類垃圾等畜牧業殘留物在英國頗受歡迎 。

## 對環境造成的影響

森林生物能源的一些形式最近受到綠色和平組織和自然資源保護委員會等環境組織的大力批評，因為它們有對森林和氣候的不利影響。綠色和平組織最近發布了一份題為「促進生物質 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）」的報告，其中概述了他們對森林生物能源的關注。

## 參見

* 生物炭
* 生物氣體
* 顆粒燃料
* 生物能源與碳捕獲和儲存

## 參考資料
生物能源与碳捕获和储存

**生物能源與碳捕獲和儲存**（Bio-energy with carbon capture and storage, BECCS）是一種溫室氣體減排技術，結合了碳捕獲和儲存和生物質的使用，能夠創造負碳排放。

據政府間氣候變化專業委員會第四次評估報告指出，生物能源與碳捕獲和儲存是一個實現低大氣中二氧化碳濃度目標的一個關鍵技術.。英國皇家學會也已經估計這個技術將能減少百萬分率 50 至 150 的二氧化碳濃度。 
  
生物能源與碳捕獲和儲存的概念是把碳收集及儲存這個技術安裝在生物加工行業或生物燃料的發電廠。它是一種生物能源與碳儲存的技術，其中也包括了炭和生物埋葬這裡兩個技術。

## 負排放

生物能源與碳捕獲和儲存（BECCS）的主要吸引力在於它能夠導致二氧化碳的負排放量。以生物質能源捕獲二氧化碳能夠有效地從大氣中清除二氧化碳。
生物質能源是來自生物質而它不但是一種可再生能源，它也能夠在生長過程中作為碳匯。在工業過程中，被燃燒或處理的生物質會把二氧化碳再排放到大氣中，導致二氧化碳的淨零排放。雖然如此，與生物量增長，運輸和處理或環境因素（請往下參考）相關的碳排放量，積極或消極的排放量也會有發生的可能性。 碳捕獲和儲存（CCS）這個技術能夠攔截二氧化碳釋放到大氣中，並把它重定向到地質儲存地點。 
  
與生物起源的二氧化碳不僅是來自生物燃料的發電廠釋放，而且在對木漿生產用來製造紙張和如沼氣和生物乙醇生產生物燃料的過程中也會釋放。該 BECCS 技術也可以聘用在這些工業過程。 
有人辯稱，通過 BECCS 技術，二氧化碳會在地質結構被困很長一段時間，而時間，例如一棵樹只存儲在其一生中的碳。在其關於 CCS 的技術報告，IPCC 預測超過 99％以地質封存存儲的二氧化碳很有可能會在原處逗留超過 1000 年。相對於其它類型的碳匯，如海洋，樹木和土壤，BECCS 技術比較可以提供更好的耐久性。 
  
至今所排放的二氧化碳，已經超過由一般的碳封存如樹木和土壤所能夠吸收的量。無法藉此達到低排放的目標。 在目前累積排放量之上，本世紀內也會有將大量增加的排放量，即使是在最雄心勃勃的低排放情景。因此，BECCS 被建議作為一項能扭轉排放趨勢並創建一個淨負排放的全球體系的技術。. 這意味著，排放量不僅會為零，它會是負的。最終，排放不僅會有所減少，大氣中二氧化碳的絕對數量也將有所下降。 

## 應用

## 技術

生物源的二氧化碳捕獲的主要技術來源是跟一般從傳統的礦物資源捕獲二氧化碳的技術大致相同。從廣義上講，三種不同類型的技術存在著： 燃燒後 ， 燃燒前 ，和氧氣燃料燃燒。

## 政策

根據目前的京都議定書達成的協議，碳捕獲和儲存項目不適用作為清潔發展機制（CDM）或聯合履行機制（JI）項目的減排的工具。 因為目前沒有執行 CSS 技術的財務動機，使用認識到它能作為排放減少工具這一點是很至關重要。目前已經有越來越多的支持要把化石 CCS 和 BECCS 列入議定書，而且關於如何才能實施這個計劃，包括 BECCS 的會計研究，也已完成。

 

## 環境因素

關於 BECCS 廣泛實施的環境和其它有關的考慮，其中一些是跟 CSS 有所相同的。但是大部分對 CCS 的批評是，它可能會加強對耗竭的礦物燃料和環境侵入煤礦的依賴而因為 BECCS 依賴於可再生生物量，它沒有這種批評。然而，關切增加使用生物燃料的問題可能是 BECCS 其中一個考慮。
生物質生產是受限制的可持續性範圍，如：稀缺的耕地和淡水，生物多樣性的喪失，競爭與糧食生產，森林砍伐和稀缺的磷而最重要的是要確保使用生物質的方法能使能源和氣候的效益最大化。 
  
有人批評一些被建議 BECCS 部署的情景會造成嚴重增加使用生物質能的依賴。雖然這些系統可能有其他的副作用，但是目前有沒必要目前有沒必要擴大在能源和工業應用生物燃料以便 BECCS 部署的使用。如今，已經有相當大的排放點源的生物量產生二氧化碳可以為 BECCS 利用。雖然如此，在未來可能出現的生物能源系統倍增情況下，這可能是一個重要的考慮因素。
BECCS 過程允許二氧化碳直接從大氣中收集和儲存而不是從化石的來源。這意味著，如果從存儲有任何的排放，只要再應用 BECCS 的過程就能把它重新收集和存儲。這是不可能單單用 CSS 就能達成的，因為被排放到大氣中的氧化碳不能靠 CCS 燃燒更多的化石燃料而重新存儲。

## 參見

* 生物氣體
* 低碳經濟
* 聯合國環境署

## 參考資料

## 其他網站

* IEA Greenhouse Gas Programme （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Intergovernmental Panel on Climate Change （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* United Nations Framework Convention on Climate Change （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Kyoto Protocol （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Zero Emission Resource Organisation (ZERO) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Bellona （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
生物能量学

**生物能量學**是生物化學和細胞生物學的一個領域，研究領域包括能量在生物體內的轉化、細胞呼吸和一些能產生能量的代謝和酶促過程 。也就是說，生物能量學的目標是講述生物體如何獲得和轉化能量。因此，對代謝途徑的研究對生物能量學至關重要。

## 參考文獻
生物能量學

**生物能量學**是生物化學和細胞生物學的一個領域，研究領域包括能量在生物體內的轉化、細胞呼吸和一些能產生能量的代謝和酶促過程 。也就是說，生物能量學的目標是講述生物體如何獲得和轉化能量。因此，對代謝途徑的研究對生物能量學至關重要。

## 參考文獻
生物膜

**生物膜**（英語：**Biological membrane**）是對生物體內所有膜結構的統稱。它是一層封閉的、有分隔作用的膜，在生物體中擔任選擇透過性屏障。細胞膜是生物膜的一種，通常由磷脂雙分子層組成，其上帶有內在膜蛋白或外周膜蛋白，這些膜蛋白用於運輸化學物質與離子。膜上的大量脂質給蛋白質提供了旋轉運動及橫向擴散的流體環境。細胞膜不應與細胞層疊而成的、具有分隔功能的組織混淆，如黏膜和基底膜。

生物膜可分為：

* 細胞膜
* 胞器膜
* 核膜
* 突觸小泡膜

## 功能

生物膜的功能如下：

* 界定一塊封閉的空間，使膜內部能夠維持一種與外界不同的生化環境。例如，過氧化體周圍的膜將其餘細胞與過氧化物（一種對細胞有毒性的化學物質）隔離開來，而細胞膜則將細胞與周邊環境隔離開來。過氧化體是細胞中的一種液胞，用於容納細胞內化學反應的副產物。多數胞器周圍都有這樣一層膜，有這種膜的胞器被稱為「膜結合胞器」。
* 作為代謝反應的場所。
* 通過膜表面的受體感知資訊。
* 控制物質的進出。例如，選擇透過性、主動運輸、協助擴散等。
* 免疫特性的表現。

生物膜的功能還有許多，而生物體內能量轉換（如光合作用）所需的關鍵酶通常都位於膜上。

### 選擇透過性

生物膜的重要特點之一是選擇透過性。選擇透過性是指一個原子或分子能否透過生物膜取決於這個原子或分子的大小、帶電情況及其他化學性質。細胞膜之所以能將細胞或胞器與外界環境有效分隔開來，就是因為選擇透過性。生物膜也具有特定的力學或彈性性質，使得它們能夠移動或改變形狀。

一般來講，小的疏水分子可以通過自由擴散輕而易舉地穿過磷脂雙分子層。

有些粒子是細胞正常工作所需，但又無法自由擴散穿過細胞膜，這些粒子就通過膜運輸蛋白或胞吞作用進入細胞。

## 參見

* 膜脂
* 膜蛋白
* 磷脂雙分子層
* 膜的流動性
* 滲透

## 參考資料

**參考文獻**

## 外部連結

* 醫學主題詞表（MeSH）：_Membranes_
生物膜法

**生物膜法**是一種處理污水的好氧生物方法，是一大類生物處理方法的統稱。共同的特點是微生物附著在作為介質的濾料表面，生長成為一層由微生物構成的膜。污水與之接觸後，其中的溶解性有機污染物被生物膜吸附，進而被微生物氧化分解，轉化為 H2O、CO2、NH3 和微生物細胞質，污水得以淨化。生物膜法通常無需曝氣，微生物所需氧氣直接來自大氣。

## 流程和原理

## 工藝分類

* 生物濾池
* 生物轉盤
* 生物接觸氧化
* 生物流化床

## 參考文獻

## 外部連結

## 參見

* 水污染控制工程
* 環境工程
* 活性污泥法
生物自然主义

**生物自然主義**（英語：biological naturalism），最初由約翰・羅傑斯・希爾勒在 1980 年提出，指以下兩個理論：1）所有精神現象都由更基礎的神經生物學過程引起。2）精神現象是大腦的更高級特徵。它關於意識和身體（如大腦）之間的關係，因此是心靈哲學中心物關係的理論。

## 參見

* 中文屋
* 進化的方向
* 進化倫理學
* 萬有精神論
* 感質

## 拓展閱讀

* John R. Searle, _Biological Naturalism_.
* John R. Searle, _Consciousness_
* John R. Searle, _Why I Am Not a Property Dualist_
* John R. Searle, _The Mystery of Consciousness_ (London: Granta Publications, 1998).
* John R. Searle, _The Rediscovery of the Mind_ (Massachusetts: MIT Press, 1994).
* John R. Searle, _Mind: A Brief Introduction_ (New York: Oxford University Press, 2004).

## 外部連結

* Rafael E. Núñez, _What Brain for God's-eye? Objectivism, Biological Naturalism and Searle_
生物色现象

**生物色素**是生物細胞中的一類化學物質，它們因為一些特殊的化學結構，能夠對光線造成反射、干涉、散射或是吸收等效果。動物的皮膚、毛髮、眼睛等部位具有不同種類色素細胞。

## 常見的生物色素

### 以卟啉為基本的生物色素

血紅素、葉綠素、膽色素（bilirubin）、血青蛋白、血紅蛋白、 肌紅蛋白。

### 發光色素

螢光素（luciferin）。

### 脂色素（lipochrome）

* 類胡蘿蔔素：胡蘿蔔素、花青素（anthocyanin）、茄紅素、視紫素（rhodopsin）。
* 葉黃素：角黃素（canthaxanthin）、玉米黃素（zeaxanthin）、葉黃素（lutein）、蝦紅素

### 光合色素

葉綠素、藻膽蛋白（phycobiliproteins）。

### 黑色素衍生物

黑色素、真黑色素（eumelanin）、神經黑色素、假黑素素（pheomelanin）。
生物色素

**生物色素**是生物細胞中的一類化學物質，它們因為一些特殊的化學結構，能夠對光線造成反射、干涉、散射或是吸收等效果。動物的皮膚、毛髮、眼睛等部位具有不同種類色素細胞。

## 常見的生物色素

### 以卟啉為基本的生物色素

血紅素、葉綠素、膽色素（bilirubin）、血青蛋白、血紅蛋白、 肌紅蛋白。

### 發光色素

螢光素（luciferin）。

### 脂色素（lipochrome）

* 類胡蘿蔔素：胡蘿蔔素、花青素（anthocyanin）、茄紅素、視紫素（rhodopsin）。
* 葉黃素：角黃素（canthaxanthin）、玉米黃素（zeaxanthin）、葉黃素（lutein）、蝦紅素

### 光合色素

葉綠素、藻膽蛋白（phycobiliproteins）。

### 黑色素衍生物

黑色素、真黑色素（eumelanin）、神經黑色素、假黑素素（pheomelanin）。
生物药剂学

**生物藥劑學**是研究給藥後藥物的吸收（Absorption）分佈（Distribution）代謝（Metabolism）排泄（Elimination）　的整個體內過程，包含各種製劑因素和生物因素對這一過程與藥效的影響。此外，生物藥劑學通過藥物對生物細胞產生的反應過程來達到施藥者想要達到的目的。

1950 年代初，人們普遍認為「化學結構決定藥效」，藥劑學只是為改善外觀、掩蓋不良嗅味而便於服用。隨著大量的臨床實踐證明，人們逐漸開始認識到劑型和生物因素對藥效的影響。因此研究藥物在代謝過程的各種機理和理論及各種劑型和生物因素對藥效的影響，對控制藥物之際的內在品質，確保最終藥品的安全有效，提供新藥開發和臨床用藥的嚴格評價，都具有重要的意義。
生物薄膜

**生物薄膜**（英語：biofilm），也稱作「**生物膜**」或「**菌膜**」，是一些微生物細胞由自身產生的胞外聚合物（EPS，主要爲多醣）所包圍而形成，且附著在浸有液體的惰性或生物表面的，具有結構的群落。

## 重要性

生物膜在醫學、工業和生態上都具有重要意義。

在醫學中，人類大約 65% 的細菌性疾病有生物膜參與。如在口腔中，牙齒表面的生物膜可形成牙菌斑、齲齒和牙齦感染。生物膜也可導致器官移植後（如心臟起搏器）的感染。空調中的嗜肺軍團菌（_Legionella pneumoniae_）形成生物膜可導致軍團病。綠膿桿菌（_Pseudomonas aeruginosa_）在肺部感染的形成囊性纖維變性、肺結核、尿路感染、呼吸道感染和大約 25% 的腎結石也是由生物膜造成的。

輸油管道中形成的生物膜會嚴重影響管道輸送能力。

## 特點

生物膜中的細菌和游離細菌有很多不同點：

* 生物膜中的細菌對抗生素、過氧化氫或者去污劑的抗性可比游離細胞高 400 倍。
* 透過二維蛋白質電泳，發現生物膜中的細菌可能高達 40% 和游離細胞不同的蛋白。
* 生物膜中的細菌可以不分裂而維持生存（休眠）很長時間。
* 生物膜中的生物合成更多的向外分泌的多糖，並進行不同的次級代謝。
* 生物膜中的細菌對外界環境條件改變（如 pH、離子濃度、滲透壓、黏度、營養、氣體交換）作出的反應更迅速。

## 結構

生物膜體積的 90% 由聚合物基質或水管道構成。生物膜具有結構而非均一，管道可用於生物膜內部的細菌交換物質。生物膜中，構成底層和表層的細菌種類和比例也不同。

生物膜的細胞可透過群體感應調整自身的生理狀況。

## 形成

生物膜的形成有以下步驟（見右圖）：

1. 初始附著期：細菌的可逆附著（秒）
2. 不可逆附著期：細菌的不可逆附著，胞外聚合物（EPS）的產生，改變被附著表面的特性，使其更易被附著（秒～分）
3. 成熟一期：細菌的生長和分裂，生物膜開始形成（小時～天）
4. 成熟二期：生物膜厚度增加且菌落擴大（小時～天）
5. 散布期：菌落內部細菌過密，生物膜破裂釋放細菌，進而擴散開來，往外形成新的附著點（天～月）

## 特性

生物薄膜通常發現於浸沒在或暴露於水性溶液中的固體底物，儘管它們可以在液體表面形成浮動墊還可以在樹葉片的表面上形成，特別是在高濕度的氣候。如果有足夠的增長資源，生物薄膜會迅速成長為宏觀的（肉眼可見的）。生物薄膜可以包含許多不同種類的微生物，例如，含有細菌，古菌，原生動物，真菌和藻類；每組種類的微生物執行專業化的代謝功能。然而，一些微生物在特定條件下會形成單一物種的生物薄膜。生物膜內的社會結構（合作，競爭）高度依賴於存在的不同物種。

## 防止

爲防止某些情況下的生物膜形成，有如下辦法：

預防性：

* 防止營養物沉積
* 特殊的表面使細菌無法附著（「荷葉效應」）

物理方法：

* 超聲
* 高電壓
* 磁場

化學方法：

* 抗生素
* 去污劑
* 過氧化氫
* 螯合劑（如 EDTA）

生物調控方法：

* 加入群體感應中誘導物的相似物質從而抑制群體感應

## 參見

## 參考文獻
生物藝術

**生物藝術**是人類與活組織，細菌，活體和生命過程相結合的藝術實踐。使用諸如生物技術（包括基因工程，組織培養和 [複製 | cloning] 等技術）的科學過程，在實驗室、畫廊或藝術工作室產生藝術作品。某些藝術家認為生物藝術的範圍嚴格限於「生命形式」，而其他藝術家認為包括使用當代醫學和生物研究的圖像，或點出了生命科學的性質引起的爭議或盲點。

雖然生物藝術家與生物有關，但有對於物質被認為是活著或是有生命的，仍有一些爭論。創造生命和在生命科學中實踐，伴隨著倫理、社會和美學的探討質詢。 「生物藝術」一詞由愛德華多・卡克（Eduardo Kac）在 1997 年創作的與他的作品「時間膠囊」被提出，雖然它源自於於 20 世紀末喬・戴維斯・馬爾塔・梅內澤斯（Joe Davis）和 SymbioticA 的藝術家們的作品。生物藝術在 21 世紀初就開始更廣泛的實踐與應用。

## 參考
生物藥劑學

**生物藥劑學**是研究給藥後藥物的吸收（Absorption）分佈（Distribution）代謝（Metabolism）排泄（Elimination）　的整個體內過程，包含各種製劑因素和生物因素對這一過程與藥效的影響。此外，生物藥劑學通過藥物對生物細胞產生的反應過程來達到施藥者想要達到的目的。

1950 年代初，人們普遍認為「化學結構決定藥效」，藥劑學只是為改善外觀、掩蓋不良嗅味而便於服用。隨著大量的臨床實踐證明，人們逐漸開始認識到劑型和生物因素對藥效的影響。因此研究藥物在代謝過程的各種機理和理論及各種劑型和生物因素對藥效的影響，對控制藥物之際的內在品質，確保最終藥品的安全有效，提供新藥開發和臨床用藥的嚴格評價，都具有重要的意義。
生物藥理學

**生物藥理學**（英語：biopharmacology）是藥理學的一個分支，透過利用生物技術產生藥物（生物製藥），以使之符合藥代動力學的要求。

在生物製藥和醫藥生物技術是跨學科領域之間的藥理學和生物技術，認為是一種新興的科學。包括獲得藥物的生物起源（生物製藥）在生物反應器。
一個主要的優勢使用這條路線，而不是獲得化學合成的是，它避免了消旋的產品，這樣就可以獲得大量易純化產品的同類產品，因此這個過程得到提高性能並降低成本。
另一個優勢是獲得化合物，幾乎無法獲得任何其他方式盡可能多的重組蛋白。
這有助於科學的設計和開發新療法，調查基因治療和藥物通過生物技術生產過程，如抗生素，寓知識轉化的機制，為疾病。
它可以作為一個專業製藥，生物技術（生物）化學家和生物學家。

## 參見

* 生物產藥

## 參考資料
生物虫害防治

**生物防治**（Biological control）或**生物害蟲防治**（Biological pest control）是病蟲害防治的一種方法，使用生物緩解昆蟲、蟎蟲、野草和病態植物對人類農作物、環境等造成的破壞。這種方法依靠的是捕食、寄生、食草動物的進食等自然機制，但一般需要人類主動進行管理控制。

## 參考資料
生物螢光

**生物熒光**（ Biofluorescence）是一種生物體發出熒光的機制。與生物發光不同的是：生物熒光是透過其體內的熒光蛋白，利用與熒光近似的機制，透過來吸收特定波段的光波，然後再發放另一個波段的光波。這種熒光蛋白過往只在刺胞動物門物種中發現，但現時在生物樹上多個系列的物種上都找得到，特別是珊瑚魚物種：學者於 16 個目、50 個科、105 個屬及超過 180 個物種的珊瑚魚身上發現熒光蛋白，比預期中常見。這些魚類的視力都比較靈敏，而且其眼內的視神經亦能夠接收這些熒光。

## 例子

以下為根據公共科學圖書館的《PLoS ONE》期刊列出的可發出螢光的生物的列表（不包括刺胞動物）:

* _Cephaloscyllium ventriosum_
* _Urobatis jamaicensis_
* 異吻長鼻鰨 _Soleichthys heterorhinos_
* 哈氏鰐鯒 _Cociella hutchinsi_;
* 細蛇鯔 _Saurida gracilis_;
* 大斑躄魚 _Antennarius maculatus_;
* 玫瑰毒鮋 _Synanceia verrucosa_;
* _Kaupichthys brachychirus_;
* _Kaupichthys nuchalis_;
* 紅鰭冠海龍 _Corythoichthys haematopterus_;
* _Gillellus uranidea_;
* _Eviota_ 屬物種；
  * _Eviota atriventris_;
* 藍刺尾魚（_Acanthurus coeruleus_）的幼體；
* 雙線眶棘鱸 _Scolopsis bilineata_
* 玳瑁

## 參考文獻

## 參看

* 生物發光

## 外部連結
生物計量學

**生物統計學**（有時也稱**生物計量學**）是統計學的原理和方法在生物學研究中的應用，是一門應用數學，最常見的是應用於醫學。

## 目的

在生物學、醫學、農學等的研究中，合理地進行調查或實驗設計，科學地整理、分析收集得來的資料，是生物統計的根本任務。

## 方法

生物統計從下面這些領域獲得定量方法:

* 統計學
* 作業研究
* 經濟學

更一般的還有

* 數學

生物統計通過研究樣本來了解母體，用樣本的統計量來估計母體的參數。

## 應用

生物統計被應用到下面這些領域的研究問題中:

* 公共衛生，包括流行病學、 營養學 和環境衛生學
* 基因組學和族群遺傳學
* 醫學
* 生態學
* 生物檢定法
* 農學

因為生物學和醫學研究的問題很多，生物統計學把它的領域範圍擴大到包括所有用於回答這些問題的定量的而不只是統計的模型。臨床試驗的設計和分析是統計在醫學上最被公眾所知的應用。統計學方法也開始綜合到生物訊息學和醫療訊息學中。

生物統計和**生物計量**似乎可以通用，但是**生物計量**趨向於指生物學（或主要是農學）方面的應用，而非醫學方面的。現在的趨勢是把生物計量用於指代一門完全不同的學科。

## 參見

* 流行病學

## 書籍、影片

### 書籍

* 明道緒。生物统计附试验设计。北京：中國農業出版社. 2002 年. ISBN 978-7-109-07551-1.
* 基礎生物統計學 Basic Statistics for the Health Sciences（5E）作者： Jan W. Kuzma、Stephen E. Bohnenblust 新功能介紹譯者：李采娟、梁文敏、李佳霙、張玉君 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）生物統計學（含 SPSS 使用說明）（2 版）作者： 史麗珠 出版社：華杏 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計學（第九版）生物統計學（第九版）作者： 楊惠齡，林明德 出版社：新文京 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 影片

* 《國立中山大學開放式課程》生物統計學 (李玉玲老師) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 外部連結

* 國際生物協會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 百科法
* Biostat.org 生物統計資源，包括訓練計劃列表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 生物統計書目 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 流行病學
生物認證

**生物識別技術**（英語：biometrics，也稱**生物測定學**），是指用數理統計方法對生物進行分析，現在多指對生物體（一般特指人）本身的生物特徵來區分生物體個體的計算機技術。研究領域主要包括聲音、臉、指紋、掌紋、虹膜、視網膜、體型、個人習慣（例如敲擊鍵盤的力度和頻率、簽字）等，相應的識別技術就有說話人辨識、臉部辨識、指紋辨識、掌紋辨識、虹膜辨識、視網膜辨識、體形辨識、鍵盤敲擊辨識、簽字辨識、指靜脈辨識。

該技術已被廣泛用於安全、支付等。

## 相簿

* 

## 參考資料
生物识别词汇表

**PGP 詞彙表**（即「**良好隱私密碼法詞彙表**」，又稱**生物識別詞彙表**），是一個通過聲音頻道傳輸字節時使用的詞彙表，目的是清晰表達內容。1995 年由計算機語言學家派屈克・尤奧拉和 PGP 的創造者菲爾・齊默爾曼發明。PGP 詞彙表與飛行員使用的北約音標字母類似，但此表中的每一個詞的值都與 256 個字節數值一一對應。

## 構造

## 參考資料
生物识别身份管理办公室

**US-VISIT**（Visitor and Immigrant Status Indicator Technology、中文全稱：**美國訪客暨移民身分顯示系統**），該系統是美國政府從 2004 年 1 月 5 日開始啟用之新出入境管理系統。

透過該系統管理擁有美國簽證進出美國之旅客，以機器自動掃描指紋與拍攝臉部影像等方式登錄個人資料以進行入出境管理。

## 入境管理系統

### 實施對象

現在針對入境美國之所有外國人進行登錄手續。

但有以下免除本系統審核的各對象：

1. 擁有 A-1, A-2, C-3, G-1, G-2, G-3, G-4, NATO-1, NATO-2, NATO-3, NATO-4, NATO-5 或 NATO-6 之各簽證持有人。
2. 未滿 14 歲之兒童與超過 79 歲以上之外國旅客。
3. 由美國國務卿或國土安全部令為免除本系統審核之者。
4. 對於中華民國（台灣）之政府官員擁有 E-1 簽證持有者（因顧慮到台海問題，無法發放外交簽證＝A 簽證之故）。
5. 部分加拿大與墨西哥公民。

### 引進本系統之機場與港口

現在藉由 US-VISIT 系統來實施入境管理的有 115 座機場、15 座港口以及 50 處陸路邊境巡邏站。從 2006 年開始於所有的陸路入境邊防站實施本系統。

## 關聯條目

* 簽證
* I-94 (表格)
* 免簽證計畫
* 旅遊許可電子系統

## 外部連結

* Office of US-VISIT
生物質氣化

**氣化反應**（Gasification）是轉換有機的或化石燃料的碳質物料為一氧化碳，氫氣和二氧化碳的方法。這是通過在高溫下（>700℃）時，物料不完全燃燒，並與受控量氧氣和 / 或水蒸氣發生的反應來實現的。所產生的氣體混合物稱為合成氣（syngas），本身是燃料。如果從生物質得到的氣化化合物，氣化反應本身與產生氣體的燃燒所產生的動力被認為是可再生能源的來源。

氣化反應的優點在於，使用合成氣可能比原燃料的直接燃燒更有效，因為它可以在較高的溫度被燃燒，甚至在燃料電池中被燃燒，以使由卡諾定理定義效率的熱力學上限更高或（在燃料電池中的情況下）不適用。合成氣可能直接在燃氣內燃機中被燃燒，被用於產生甲醇和氫，或通過費托合成方法被轉化為合成燃料。氣化也可以開始使用本來會將被丟棄的材料，例如生物降解垃圾。另外，高溫工藝精煉出腐蝕性的灰渣元素如氯化物和鉀，允許從來自存在問題燃料生產出清潔的合成氣產品。化石燃料的氣化目前被廣泛使用以工業規模生產電力。

## 歷史

採用氣化法生產能源的工藝過程已使用超過 180 年。在早期，煤炭和泥炭被用來驅動這些工廠。最初是為了在 19 世紀製造用於照明和烹飪的城鎮煤氣而開發的，它被電力和天然氣所取代，它也被用在高爐中，但是自從 1920 年代在生產合成化學品方面發揮了更大的作用。

在兩次世界大戰中，特別是第二次世界大戰中，由於石油短缺，通過氣化生產燃料的需要再次出現了。被稱為 Gasogene 或 Gazogène 的木煤氣發生器被用於驅動歐洲的汽車。到 1945 年，有由氣化反應驅動的卡車，公共汽車和農業機械。據估計，世界各地有近 90 萬輛汽車使用發動機燃氣。

## 當前應用

合成氣可以用於熱產生和用於產生機械和電力。與其他氣體燃料一樣，與固體燃料相比，氣化反應煤氣對功率水平的控制更大，從而實現更高效和更清潔的運行。

合成氣還可用於進一步加工成液體燃料或化學品。

### 供熱

氣化器為供熱應用提供了靈活的選擇，因為它們可以改裝到現有的燃氣裝置中，例如烤爐，爐，鍋爐等，其中合成氣可以代替化石燃料。合成氣的熱值通常為約 4-10 MJ/m3。

### 電力

目前，工業規模氣化主要用於從化石燃料（例如煤）產生電，其中合成氣在燃氣輪機中燃燒。氣化也在工業上用於使用整體煤氣化聯合循環（IGCC）生產電，氨和液體燃料（油），具有為燃料電池產生甲烷和氫的可能性。與常規技術相比，IGCC 也是更有效的 CO2 捕集方法。IGCC 示範工廠自 1970 年代初開始運行，並且在 1990 年代建造的一些工廠現在正在進入商業服務。

### 熱電聯產

在木材來源可持續的小型企業和建築應用中，250-1000 千瓦和在歐洲安裝了新的零碳生物質氣化廠，從木材生產無焦煤合成氣，並在與熱回收發電機連接的往復式發動機中燃燒 。 這種類型的工廠通常被稱為木材生物質熱電聯產 (CHP) 單元，但是工廠具有七個不同過程：生物質加工，燃料輸送，氣化，氣體清潔，廢物處理，發電，和熱回收。

### 運輸燃料

柴油引擎可以使用發生爐煤氣（Producer gas）在雙燃料模式下運行。 很容易實現柴油在高負荷時的 80％以上和正常負荷下 70-80％的替代率。火花點火引擎和固態氧化物燃料電池可以使用 100％的氣化氣體。來自發動機的機械能可用於例如驅動用於灌溉的水泵或與用於耦合發電的交流發電機。

雖然小型氣化爐已經存在了 100 多年，但獲得即用型機器的來源卻很少。 小型設備通常是 DIY 項目。 但是，目前在美國，有幾家公司提供氣化爐來運行小型引擎。

### 可再生能源和燃料

原則上，氣化可以從幾乎任何有機材料進行，包括生物質和塑料廢物。所得合成氣可以燃燒。或者，如果合成氣足夠乾淨，則其可用於燃氣發動機，燃氣渦輪機或甚至燃料電池中的發電，或通過甲醇脫水有效地轉化為二甲醚（DME），通過薩巴捷反應（Sabatier reaction）轉化為甲烷，或通過費托合成（Fischer–Tropsch process）轉化為類似柴油的合成燃料。在許多氣化過程中，輸入材料的大多數無機組分，例如金屬和礦物質，保留在灰分中。 在一些氣化過程（成渣氣化）中，該灰分具有低瀝濾性質的玻璃狀固體的形式，但是在成渣氣化中的淨功率產生低（有時是負的）並且成本更高。

目前有幾個工業規模的生物質氣化廠。 自 2008 年以來，瑞典 Svenljunga 的一個生物質氣化廠產生高達 14 MWth，分別供應在 Svenljunga 的工業用和民用與過程蒸汽和區域供熱。 氣化爐使用生物質燃料，例如 CCA 或雜酚油浸漬的廢木材和其他類型的再循環木材，以產生在現場燃燒的合成氣。2011 年，在 Munkfors 能源 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）的熱電聯產（CHP）工廠安裝了使用相同種類燃料的類似氣化爐。 熱電聯產工廠將產生 2 MWe（電力）和 8 MWe（區域供熱）。

示範項目的例子包括：

* 瑞典哥德堡 GoBiGas 項目的 32 兆瓦雙流化床氣化項目，自 2014 年 12 月起生產約 20MW 的替代天然氣，並從森林殘餘物中提煉出來並投入天然氣網。
* 奧地利可再生能源網絡包括一家使用雙流化床氣化裝置的工廠，該裝置為居興鎮提供了由木屑生成的 2MW 的電力，利用 GE Jenbacher 往復式氣體引擎和 4MW 熱量，自 2003 年以來。
* Go Green Gas 在英國 Swindon 的試驗工廠已經示範了由廢棄原料的甲烷產量為 50kW。 該項目促成了建設一座價值 2500 萬英鎊的商業設施，該設施旨在利用廢木材和垃圾衍生燃料每年產生 22GWh 的電網質量天然氣，預計將於 2018 年完工。

## 參閱

* 煤氣化
* 整體煤氣化聯合循環
* 合成氣
* 電漿體氣化

## 參考資料

## 外部連結

* （英文）"Gasification Technology" Experts from CGPL, Indian Institute of Science
* （英文）"Biomass Gasiffication Process" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* （英文）"Gasification Technologies Council" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* （英文）"Thermal Gasification of Biomass, International Energy Agency" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* （英文）Gasification Technology