复杂生物通过表面结构把自身与外界隔开，使生物体内的基本反映及基本反应与外界不同；通过一些结构把体内结构分隔成不同的部分，使体内不同的部分基本反映及基本反应各不相同；甚至通过细胞膜和细胞内膜，把生命的基本单位——细胞分隔成不同的部分，使各个部分的基本反映及基本反应各不相同。生物能够把各种基本反映及基本反应联合起来，构成生物的各种功能。透过生物的各种功能，我们就能发现生命的本质。
4.1生物内环境与生物反映及反应
从化石资料来看，原核生物出现于距今35亿年前，其结构类似于现在的细菌，仅仅是一个原核细胞，和真核细胞的主要区别是没有核膜、没有膜性细胞器膜，概括地说就是没有细胞内膜。细胞膜的脂质双分子层只能使二氧化碳和氧气等极少数物质通过，大多数物质通过细胞膜要靠膜上的蛋白质。细胞膜上的蛋白质，有的镶嵌在脂质双分子层的外侧，有的镶嵌在脂质双分子层的内侧，有的贯穿脂质双分子层。镶嵌在脂质双分子层外侧的蛋白质能够接受环境的刺激；镶嵌在脂质双分子层内侧的蛋白质多起着酶的作用；贯穿于脂质双分子层的蛋白质，对不能透过脂质双分子层的无机物和有机小分子物质，起着选择性透过的作用，甚至能通过耗能过程，把某些物质从浓度低的一侧泵入浓度高的一侧，从而维持着细胞膜内环境的相对稳定。在物质世界的发展中，细胞膜的出现是一次飞跃，它把细胞内容物同周围环分隔开来，它通过维持细胞膜内环境的稳定，不但使有机高分子物质的一级结构不容易受到损害，而且使高分子物质的二级、三级甚至四级结构都更容易保持在最适合生命活动需要的状态。避免有机高分子物质的一级结构受到损害，就是避免损害有机高分子物质一级结构的化学反应发生；使高分子物质的二级、三级甚至四级结构都保持在最适合生命活动所需要的状态，就是避免改变高分子物质二级、三级及四级结构的反应发生。这样，生命活动所需要的基本反映及基本反应才能顺利进行。
从以上阐述，我们得到结论：原核生物细胞膜所起的作用，就是通过控制细胞膜内环境，使对生物有利的反映及反应顺利进行，并且使对生命物质不利的反映及反应不容易发生。
随着原核生物的进化，出现了单细胞真核生物。真核生物不但有细胞膜，还出现了细胞内膜，将细胞内容物分割开来，于是有了细胞核和膜性细胞器。细胞膜和细胞内膜统称为生物膜。生物膜将真核生物细胞膜内环境分隔为一个细胞浆区域、一个细胞核区域和多个细胞器区域。这使得细胞浆、细胞核和细胞器中所发生的反映及反应互不干扰。
单细胞真核生物通过进化，就产生了多细胞原生生物、植物、多细胞真菌和动物等多细胞生物。多细胞生物通过特化的表皮，将生物的所有细胞囊括在内，并为生物细胞的生存，创造了适宜的环境。
可见，生物包括单细胞生物和多细胞生物，单细胞生物包括原核生物和单细胞真核生物，多细胞生物都是真核生物。也就是说，真核生物包括单细胞真核生物和多细胞生物。原核生物只有细胞膜，没有细胞内膜（简称胞内膜）；真核生物既有细胞膜，又有细胞内膜。原核生物主要通过细胞膜，与外界隔开，使细胞内的基本反映及基本反应与外界的基本反映及基本反应出现了差别。真核生物通过胞内膜，把细胞分隔成许多部分，使每个部分的基本反映及基本反应各不相同。多细胞生物又通过表皮与外界隔开，使生物基本反映及基本反应，与非生物反映及反应出现了差别，为生命的基本单位——细胞创造了生存的环境，这一环境被生物学界称为细胞内环境，人和其它高等动物的内环境包括组织间液、脑脊液、淋巴液，以及血液等。相应的，我们把细胞膜内，细胞核和细胞器外的体液环境，称为细胞膜内环境，把细胞核内的体液环境，称为细胞核内环境。把细胞器内的体液环境，称为细胞器内环境。正是这些环境差别，使体外环境、细胞内环境、细胞膜内环境、细胞核内环境和细胞器内环境的基本反映及基本反应各有不同。
这样，生物就通过创造和维持不同的内环境，为不同的基本反映及基本反应创造相应的条件。
4.2基本反映及反应构成生命基本特
生物的三个基本特征是繁殖发育、新陈代谢和映答能力。它们都是由最基本的反映及反应构成，每一个最基本的反映及反应的性质，都是由参与反映及反应的物质，以及在一定条件下，不同物质间的反映及反应规律决定的。
4.2.1繁殖发育
生物遗传物质——脱氧核糖核酸（DNA）总是与蛋白质处于结合状态，以保护其结构，并调节其长度及功能。在细胞分裂期，主要与小的碱性蛋白结合，使其长度被高度压缩；在分裂间期，除与小的碱性蛋白结合以外，还与调节蛋白质，以及酶处于结合状态。每条DNA及其结合的蛋白质共同构成了一条染色体。一个微视野区域内的一段DNA及其结合的蛋白质，构成染色质。染色体和染色质都因染色特性而得名。染色体有多种形态，以满足DNA的不同功能需要。光学显微镜下能看到的整条染色体，是细胞分裂期处于最高压缩程度的染色体。多数原核生物只有一条染色体，一般呈环状，其外没有核膜包被。真核生物通常有2至50条染色体，多呈线状或条状，有双层核膜将它们及相关物质与细胞内其它物质分开，从而形成了真正的细胞核。人类普通体细胞核有46条（或23对）染色体。任何生物及半生物的DNA都是由两条多脱氧核苷酸链构成的双螺旋结构。生物DNA每条多脱氧核苷酸链一般由近百万到几千万个脱氧核苷酸基构成。脱氧核苷酸基由磷酸基、脱氧核糖基和碱基三个部分构成。磷酸基和碱基均直接与脱氧核糖基相连。每一个脱氧核苷酸基的磷酸基，均与另一个脱氧核苷酸基的脱氧核糖基的其它位点相连接，于是就形成了脱氧核糖基和磷酸基相间隔的单链骨架，碱基则排列在单链骨架的内侧。这样连接成的单链是DNA的一级结构。
但由于脱氧核苷酸基的碱基有四种，分别是：腺嘌呤基（A）、鸟嘌呤基（G）、胞嘧啶基（C）和胸腺嘧啶基（T）。所以，脱氧核苷酸基也有四种，分别是：脱氧腺苷一磷酸（dAMP）基、脱氧鸟苷一磷酸（dGMP）基、脱氧胞苷一磷酸（dCMP)基和脱氧胸苷一磷酸（dTMP)基。如果，一条多脱氧核苷酸链上的任意一个脱氧核苷酸基，可以是以上四种脱氧核苷酸基的任意一种。那么，两个脱氧核苷酸基能构成的排列方式有4×4＝＝42＝16种，三个脱氧核苷酸基能构成的排列方式有4×4×4＝43＝64种，四个脱氧核苷酸基能构成的排列方式有4×4×4×4＝44＝256种，以此类推。一段很短的多脱氧核苷酸，仅仅因为单链内侧碱基的不同，就可以构成非常多的排列方式。这样，某些具有独特脱氧核苷酸排列顺序的多脱氧核苷酸区段，就能构成遗传密码。但是，DNA只是能够承载遗传信息还不够，还必须能够把承载的遗传信息传递给子代个体或子代细胞；并且还必须能够把遗传信息转化为具体的生物性状，承载的遗传信息才有意义。虽然DNA单链上的碱基排列顺序是没有规律的，但是，两条单链的对应碱基，则是按一定规律，连接在一起的。即腺嘌呤基（A）必须与胸腺嘧啶基（T）通过两个氢键连接在一起；鸟嘌呤基（G）必须与胞嘧啶基（C）借三个氢键连接在一起。这就是碱基互补配对规律。于是，两条单链内侧的碱基之间借氢键形成碱基对，从而使两条多核苷酸链稳固地并联起来，构成盘旋式楼梯样结构，这种双螺旋结构就是DNA的二级结构。通过碱基互补配对规律连接在一起的两个碱基称为互补碱基，通过碱基互补配对规律连接在一起的两条DNA单链，称为互补链。纵向范德华力进一步保证了双螺旋结构的稳定性。双螺旋的二级结构再与小的碱性蛋白，以及其它蛋白质结合成染色体。
碱基互补配对规律，不仅指导着DNA两条单链的连接，利用该规律和其它反映及反应规律，在DNA解旋酶、引物酶（一种特殊的RNA聚合酶）、腺苷三磷酸（ATP）、鸟苷三磷酸（GTP）、胞苷三磷酸（CTP）、尿苷三磷酸（UTP）、DNA聚合酶、校正外切酶、RNA酶H和DNA连接酶等物质的参与下，DNA能够以每一条单链为模板，以脱氧腺苷三磷酸(dATP)、脱氧鸟苷三磷酸(dGTP)、脱氧胞苷三磷酸（dCTP）和脱氧胸苷三磷酸（dTTP）四种脱氧核苷酸为底物，通过复杂的反映及反应过程，各自合成一条互补子链，于是就形成了两个子代的DNA，这就是DNA的半保留复制。在DNA复制的过程中，只是复制区段临时与小碱性蛋白分离，绝大部分区段仍与小碱性蛋白处于结合状态。通常情况下，经历过半保留复制的细胞，还会经历平均分配过程，使一个细胞变成两个均等的细胞。这个过程就是细胞分裂。在这一过程中，新复制出的DNA，和细胞其它物质一样，被平均分配到两个子代细胞。半保留复制和细胞分裂相结合是单细胞生物的最原始繁殖方式，也是多细胞生物的细胞增殖方式。通过DNA半保留复制和细胞分裂过程，单细胞生物实现了把一个亲体承载的遗传信息传递给两个子代个体的目的；多细胞生物实现了把一个母细胞（或亲细胞）承载的遗传信息传递给两个子细胞的目的。但由于DNA的嘧啶碱基和嘌呤碱基都有常见构型和稀有构型两种存在形式。当嘧啶碱基或嘌呤碱基以稀有构型存在时，就会出现碱基配对错误。所以半保留复制时，每添加10万个碱基，就插入一个错误的碱基，虽然生物都有校对和修复机制，但最终仍使半保留复制有百亿分之一至十亿分之一的错误率。这是生物变异的主要源泉，是生物进化的主要内因。
DNA不仅能通过碱基互补配对规律进行半保留复制，以实现遗传信息由一个DNA传递给两个DNA的目的，还能通过碱基互补配对规律把遗传信息传递给RNA。当我们很关注一段多脱氧核苷酸的排列顺序时，就称之为多脱氧核苷酸序列，或直接简称为序列。在RNA聚合酶、解旋酶等物质的参与下，以DNA单链中的一段多脱氧核苷酸序列为模板，以腺苷三磷酸（ATP）、鸟苷三磷酸（GTP）、胞苷三磷酸（CTP）和尿苷三磷酸（UTP）四种核糖核苷酸为底物，按照碱基互补配对规律，能够合成核糖核酸（RNA），这样，DNA上的信息就可传递到RNA分子上了，这一过程被称为转录。和DNA复制时所遵循碱基配互补对规律不同的是，转录时，尿苷三磷酸（UTP）以尿嘧啶基（U）代替胸腺嘧啶基(T)与腺嘌呤基（A）配对。原核生物合成的RNA主要有三类，即信使RNA(mRNA）、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。真核生物的转录过程除了合成上述三种RNA以外，还合成前mRNA(pre-mRNA)和核内小RNA(snRNA)等类型RNA。
RNA都以单链的形式存在，mRNA携带着合成蛋白质的信息，在蛋白质合成时起模板作用。mRNA分子中相邻的三个核苷酸编成一组，在蛋白质合成时，代表某一种氨基酸或某种指令。生物学界，把mRNA链上决定一个氨基酸的相邻的三个核苷酸叫做一个密码子。tRNA是氨基酸的特异“搬运工具”，每个tRNA都有一个由三个核苷酸基排列成的反密码子，此反密码子可以遵循碱基配对规律与mRNA上对应的密码子相配合。rRNA能够和蛋白质结合成核糖体。核糖体是生物体的细胞器，是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所，被称为蛋白质的“装配机”。
mRNA、tRNA和核糖体三者相配合，在一些酶的参与下，能够把各种氨基酸按照mRNA所蕴藏的信息缩合成多肽链，这一过程叫做翻译。许多多肽链还需要经过加工、修饰过程，才能盘曲为二级结构或三级结构有生物功能的蛋白质。有的三级结构的蛋白质没有生物功能，须要作为一个亚基，与其它亚基结合成四级结构，才有生物功能。各种有生物功能的蛋白质再分别以酶的形式或直接参与与其它物质之间的反映及反应来构建生物体，或完成生物功能。
真核生物通过转录，形成的从DNA向蛋白质传递遗传信息的RNA，只有很少一部分是成品，即mRNA，大多数是半成品，称为前mRNA(pre-mRNA)。pre-mRNA经过剪接，才能成为mRNA。被剪掉的部分称为内含子，保留的部分称为外显子。所以，对应的DNA片段，也可以被分成内含子和外显子。但是，很多pre-mRNA可以通过不同的剪接方式形成不同的mRNA，有的前mRNA有几百种甚至几千种不同的剪接方式，能形成几百种甚至几千种不同的mRNA。所以，前mRNA上，用全部剪接方式都会被剪除的多核苷酸序列，才是完全不决定任何生物性状的前mRNA序列，我们可以称之为前mRNA的净内含子。只有一种剪接方式的前mRNA，其内含子就是净内含子。相应的，我们将前mRNA净内含子所对应的DNA上的多脱氧核苷酸序列，称为DNA的净内含子。而snRNA则与一些蛋白质共同参与对前mRNA的剪接过程。
蛋白质、tRNA、rRNA和snRNA都是直接参与决定生物性状的独立因素；而蛋白质或其前体，又是以mRNA为模板，经翻译过程而产生的。所以，DNA上，形成“mRNA、tRNA、rRNA和snRNA等直接参与决定生物性状的RNA”所必须的连续的或间断的DNA序列，都是独立参与决定生物性状的遗传因素。它们的结构改变了，就不能表达生物性状，或者使表达的生物性状发生改变。理论上，对于剪接形成的一个mRNA来说，DNA上内含子序列的改变，只能引起形成该mRNA的前mRNA的内含子序列改变，不会影响该mRNA的形成，也不会引起该mRNA序列的改变。所以，DNA上内含子序列不属于该mRNA对应的DNA决定因素，即使内含子是形成其它mRNA的序列，结果也一样。因此，我们将基因或遗传因子定义为：形成“直接参与决定生物性状的RNA”所必须的连续的或间断的DNA序列。由于pre-mRNA不参与决定生物性状，所以形成pre-mRNA的DNA序列不能被直接称为基因或遗传因子。但形成pre-mRNA的DNA序列却包括一个或多个基因，以及一个或多个内含子。所以，我们称形成pre-mRNA的DNA序列为复合基因。复合基因序列由基因序列和净内含子序列构成。只能形成一种mRNA的复合基因，称为复合单基因。能够形成两种或两种以上mRNA的复合基因，称为复合多基因。我们将DNA上记载着遗传信息的多脱氧核苷酸排列顺序，称为基因序列，将DNA上没有记载遗传信息的多脱氧核苷酸排列顺序，称为非基因序列。将DNA上构成外显子的多脱氧核苷酸序列，称为外显子序列。将DNA上构成内含子的多脱氧核苷酸排列顺序，称为内含子序列。将DNA上构成净内含子的多脱氧核苷酸序列，称为净内含子序列。外显子序列一定是基因序列，净内含子序列一定是非基因序列，复合单基因的内含子序列一定是非基因序列。而复合多基因的内含子序列，对于一个基因来说，可以是非基因序列；对于另一个基因来说，又可以是基因序列。一个复合单基因只包含一个不连续的基因，和填充其一个或多个间断处的内含子。一个复合多基因是由两个以上的复合单基因嵌合而成。
如果，起源于同一“染色体先辈”的两条染色体，它们的DNA，虽然经历了若干代衍变，仍然结构相似，基因数相同，基因位置相互对应，而且以同样的方式参与决定生物的同一系列性状，那么，我们就可以称这两条染色体的DNA具有同源性。我们可以称具有同源性的两条DNA为同源DNA。两条同源DNA各自与蛋白质结合构成的两条染色体，互称为同源染色体。同源染色体DNA之间，相互对应的基因称为等位基因。结构相同的等位基因之间，互称为等位同构基因；结构不同的等位基因之间，互称为等位异构基因。一个生物所有非同源染色体组合在一起，就涵盖了控制该生物所有性状的遗传信息，所以我们称之为一套染色体或一个染色体组。一套染色体或一个染色体组所包含的所有基因，实质上是一个生物的所有非等位基因的组合，能够控制该生物的所有性状。所以我们称之为一个基因组。一条DNA上的所有基因，就构成了一个基因小组。生物细胞中所含有的染色体的套数或基因组数，叫做细胞的倍性。生物一般体细胞中所含有的染色体的套数或基因组数，也叫做生物的倍性。只有一套染色体或只有一个基因组的就是单倍体，有两套染色体或有两个基因组的，叫二倍体，以此类推。超过两套染色体或超过两个基因组的，还可以统称为多倍体。人属于二倍体生物。
原核生物这种单细胞生物产生以后，就出现了一种新的物质产生方式，即一个原核生物通过DNA的半保留复制和细胞分裂相配合，变成两个原核生物，这种新物质产生方式被称为分裂繁殖或裂殖。任何生物产生新个体的过程，都可以称为繁殖。但是，繁殖包括两种情况：一种情况是，新个体的诞生，改变了亲体的关键结构，或破坏了亲体的完整性，所以，亲体（或母体）必然随之消亡；另一种情况是，新个体的诞生，不改变亲体的关键结构，不破坏亲体的完整性，所以，不必然导致其亲体（或母体）的消亡。而后者，通常被称为生殖。
实质上，分裂繁殖的半保留复制过程，是单细胞生物每一条染色体DNA的两条单链，分别按照碱基互补配对规律，各自合成一条互补子链。并且，一边合成互补子链，一边和小的碱性蛋白结合。这样，随着每一个DNA变成了两个DNA，每一条染色体也就变成了一双几乎相同的染色体。细胞分裂时，复制出的每一双染色体，分别进入两个不同的子细胞，同时亲细胞（或母细胞）消亡。所以，分裂繁殖不能称为分裂生殖。
原核生物进化为单细胞真核生物以后，分裂繁殖也成了单细胞真核生物的主要繁殖方式。有线粒体和叶绿体的真核生物出现以后，半保留复制与线粒体或叶绿体分裂相结合，就成了线粒体和叶绿体的增殖方式。线粒体和叶绿体的增殖，其实质与分裂繁殖相同。
单细胞生物除了分裂繁殖这种繁衍后代的方式以外，还进化出了出芽繁殖和有性繁殖（接合繁殖）这两种繁衍后代的方式。
出芽繁殖就是单细胞生物通过半保留复制，使所有染色体倍增，然后长出和自身相似的芽体，并将新复制出的每一双染色体的一半，以及细胞其它内容物的一小部分分给芽体，芽体脱落后成为新个体。出芽繁殖的实质，也与分裂繁殖相同。也就是说，经历过出芽繁殖以后的亲细胞（或母细胞）的DNA，已经不再是原来的亲细胞（或母细胞）的DNA了，而是和子细胞级别相同。所以不能将出芽繁殖称为出芽生殖。
有性繁殖（接合繁殖）是某些单细胞生物，如某些细菌、真菌和原生动物，以及绿藻等极少数多细胞生物的繁殖方式，其基本模式是通过两个细胞互相靠拢形成接合部位，通过接合部位，使两个细胞的染色体成为一个细胞的染色体，从而形成接合子，再由接合子产生新个体。有性繁殖（接合繁殖）的本质是将两个单细胞个体，或两个多细胞个体的两个细胞的染色体，放在一个细胞中，进行同源重组，然后再平均分配给两个细胞，来形成新个体的繁殖过程；单细胞生物的有性繁殖，在子细胞产生的同时，也必然伴随着亲细胞的消亡，多细胞生物的有性繁殖则否；有性繁殖包含着同源重组和染色体重组，关于同源重组和染色体重组，我们将在后面讨论。从以上阐述中，我们可以看出，有性繁殖（接合繁殖）同样不能称为有性生殖或接合生殖。
随着单细胞生物进化为多细胞生物，单细胞生物的分裂繁殖衍化为多细胞生物的细胞增殖方式。出芽繁殖和有性繁殖（接合繁殖）也不适合作为绝大多数多细胞生物的繁殖方式，若没有新的繁殖方式，现存的绝大多数多细胞生物是不会延续下来的。幸亏单细胞生物在衍化为多细胞生物的同时，也衍化出了许多生物繁殖方式，例如，断裂繁殖、芽体生殖、营养生殖、无性孢子生殖、有性生殖及单性生殖等。
断裂繁殖是指多细胞生物断裂成两段或多段，每一段发展为一个新个体的繁殖方式。由于断裂繁殖破坏了亲体（或母体）的完整性，所以不能将断裂繁殖称为断裂生殖。
出芽生殖是指多细胞生物成体，在一定部位长出与母体相似的芽体，芽体长到一定程度，与亲体脱离，发展成为一个新个体。由于出芽生殖没有破坏亲体（或母体）的完整性，所以，可以称其为生殖。
营养生殖是指植物的营养器官——根、茎或叶的一部分，与亲体脱离后，发育成为新个体的繁殖方式。营养生殖，实质是多细胞生物的一小部分营养器官脱离生物形成新个体。新个的体形成，没有破坏亲体的完整性，所以称其为生殖。
无性孢子生殖是多细胞生物亲体特化出的无性生殖细胞——孢子，孢子直接发育成为子代个体的繁殖方式。例如，孢子植物和多细胞真菌就能利用这种方式进行繁殖。无性孢子生殖，其实质是多细胞生物，用其某个细胞形成生殖细胞，生殖细胞再形成新个体。子代个体形成的同时，不伴随着亲体的消亡。所以，这种繁殖方式可以称为生殖。
有性生殖是指多细胞生物性成熟个体，特化出成熟的有性生殖细胞——配子，两个对应的配子融合为一个细胞——合子，再由合子发育为新个体的繁殖方式。由于有性生殖这种繁殖方式，在新个体产生的同时，没有破坏亲体的完整性，所以我们称其为生殖。有性生殖又分为同配生殖、异配生殖和卵式生殖。在同配生殖中，结合成合子的两个配子无差别；在异配生殖中，结合成合子的两个配子，一个是大配子，一个是小配子；在卵式生殖中，结合成合子的两个配子，一个是雌配子，即卵子，另一个是雄配子，即精子。有性生殖有两个本质特点。一个特点是成熟的多细胞生物，以一半同源染色体形成配子，两个个体的配子（一般情况）再结合成合子，由合子形成新个体，因此包含着染色体重组；另一个特点是，在配子形成的过程中，包含着同源重组。关于染色体重组和同源重组的详情，将在后面阐述。
单性生殖是指雌配子（卵子），在不受精的情况下，直接发育为新个体的繁殖方式。因此也叫孤雌生殖。单性生殖（孤雌生殖）的实质是成熟的雌性多细胞生物，以一半同源染色体形成雌性配子（卵子），由卵子形成雄性个体。由于单性生殖（孤雌生殖）同样没有破坏母体的完整性，所以我们称其为生殖。
发育就是萌发及生长，是指生命体在内外界因素的影响下，按照细胞内所蕴藏的遗传信息自我构建的过程。
前面讲过，在细胞分裂间期，DNA除与小的碱性蛋白相结合外，还与调节蛋白相结合。调节蛋白分两种：正调节蛋白或激活因子，负调节蛋白或抑制因子。前者促使基因转录，后者抑制基因转录。两种调节蛋白受细胞内、外两方面因素的调控，这样就能调控细胞的转录过程，从而调控生物的发育过程。
单细胞生物主要通过分裂繁殖繁衍后代，一个单细胞生物经过分裂繁殖产生两个子代个体，所以子代个体必然远远小于亲体。因此单细胞生物必须得有生长过程，这一生长过程，就是一种单细胞生物的发育。它是通过多基因转录实现的。之所以被称为多基因转录，而不是基因组全面转录，是因为在单细胞生物生长过程中有的基因并不表达。这些未表达的基因，须要一定的环境因素影响调节蛋白质，才能得到表达。例如，当大肠杆菌生存的环境中有葡萄糖时，编码乳糖酶的基因就不表达。但环境中只有乳糖而没有葡萄糖时，就会启动编码乳糖酶基因的转录过程，最终通过翻译形成乳糖酶。这其实是单细胞生物在外界因素调控下的一种局部发育过程。细胞DNA是与蛋白质结合成染色体的形式存在的，所以细胞DNA半保留复制以前，需要储备足够的与DNA结合的蛋白质，才能将加倍的DNA结合成染色体，这就需要启动转录与翻译过程，来完成相关蛋白质的制造。这是一种繁殖前的局部发育。
假如在细胞分裂过程中，不伴随着细胞膜生长，当我们把细胞考虑成球形时，母细胞（亲细胞）的细胞膜面积是S=4πR2=πD2，每个子细胞的细胞膜面积是s=4πr2=πd2，由于S＝2s，所以，πD2＝2πd2，经换算得到d≈0.7071D；母细胞的体积是V=4πR3/3＝πD3/6，每个子细胞的体积是v=4πr3/3=πd3/6，由于V＝2v，所以，πD3/6＝2πd3/6，经换算得到d≈0.7937D，也就是说，按细胞膜的面积计算得到的子细胞直径，只有按体积折算所得到的子细胞直径的89％；如果细胞不是球形的而是其它形状的，仍可得到类似的数据。因此，在细胞分裂前或分裂时，必须得有细胞膜的局部发育，才能完成分裂过程。
多细胞生物的发育过程，由细胞分裂、分化和细胞生长过程构成。多细胞生物的基因都非常多，例如，人大约有两万个基因。通过遗传物质的改变，多细胞生物进化出了不同细胞表达不同基因组合的策略。例如，mRNA定位策略、细胞-细胞接触策略及分泌信号分子扩散传导策略。结果就是分裂间期，不同的细胞转录不同的基因组合，经不同的剪接、翻译和后续的反映及反应过程。使细胞的物质组成、结构和功能出现较大差别，最终细胞分裂、分化、生长为不同的细胞群，每个细胞群都是由许多形态、结构、功能相似的细胞，通过产生细胞间质联合在一起，构成组织；不同的组织结合起来，组成具有一定形态并完成一定生理功能的结构，构成器官；许多器官联系起来，成为能完成一系列连续性生理机能的体系，就是系统。这样，有组织分化的多细胞生物，就能以遗传信息为模板，利用物质间的反映规律及反应规律，将不成熟的生命体构建成为成熟的生命体。
实际上，繁殖过程一定包含着发育过程，发育过程，或者包含在繁殖过程当中，或者是繁殖过程的延续，所以，繁殖过程与发育过程是难以截然分开的。生物的繁殖发育过程，就是利用物质间的反映规律及反应规律，通过以DNA、RNA和蛋白质为中心的一系列复杂的反映及反应过程，先制造含有整套遗传信息和必要物质的生命结构，再把该结构，按照其蕴藏的遗传信息，构建成为一个成熟新个体的过程。繁殖发育也包括两种情况，一种情况是，生物形成子代个体的同时，改变了亲体的关键结构，或破坏了亲体的完整性，导致亲体必然随之消亡；另一种情况是，生物形成子代个体的同时，不改变亲体的关键结构，不破坏亲体的完整性，所以亲体不必然随之消亡。后一种情况也可称为生殖发育过程。
4.2.2新陈代谢
新陈代谢是指生物通过化学反应，实现自身与环境之间物质和能量交换，实现自身结构性物质的自我更新和能量转换的过程。新陈代谢包括合成代谢（同化作用）和分解代谢（异化作用）。
生物通过一系列有序的化学反应，使外界物质转变成为生物体内原料性物质，同时使外界能量成为体内原料性有机物化学能；以及使体内的原料性物质转变成自身的结构性物质，同时储存能量的过程，就是同化作用。生命体通过一系列有序的多化学反应，把自身旧结构性物质、受损的结构性物质及储能物质分解，把释放出的能量转变成生物供能物质（通常是ATP）的能量及热能，把不能再利用的物质及多余的热量排出到体外的过程，叫做异化作用。生物分解的旧结构性物质，就是指因生长发育要求，需要重建的物质。受损的结构性物质，是指被有害的化学反应、外伤、微生物及寄生生物等损害的结构性物质。储能物质是指碳水化合物。碳水化合物指糖原、脂肪、淀粉及纤维素。
生物的同化作用及异化作用都是由生物体内的酶及相关结构决定的。酶及有关结构改变了，相应的同化作用或异化作用也会发生改变，而生物的酶及相关结构，也是由遗传物质决定的。所以，与新陈代谢有关的遗传物质发生改变，相应的新陈代谢也会改变。
生物使外界现成有机物及其所蕴含的化学能，转变成为体内原料性有机物及其所蕴含的化学能，然后把原料性有机物及其它原料性物质，转变成自身结构性有机物，同时储存能量，这种同化作用方式，就是异养同化作用。通过异养同化作用方式生存的生物，叫做异养生物。由于有机物自然产生的速度极慢，根本无法满足生物需求，如果地球上的生物，全部是异养生物，那么，生物就会因有机物匮乏而灭绝。幸而某些生物通过遗传物质的改变，能够利用从外界获得的能量，将二氧化碳和水转变为原料性有机物，再将合成的原料性有机物转变成自身的结构性有机物，同时储存能量。这种利用外界能量和无机物自行制造有机物的同化作用方式，叫做自养同化作用。通过自养同化作用方式生存的生物，就是自养生物。以化学能为能量来源的自养同化作用，称为化能自养同化作用。以光能为能量来源的自养同化作用，称为光能自养同化作用。
由此可见，新陈代谢实质是生物把许多对不同的化学反映及化学反应联合起来，用来从外界获取物质和能量；用来排出废物和多余的热量；用来实现生物体结构的自我更新和能量转换的能力。
4.2.3映答能力
生物在生存及繁衍过程中，须要应对有害事物，须要利用有利事物，而且，须要纠正体内经常出现的异常状况。生物只有能够防御有害事物的损害作用，只有能够利用有利事物满足自身生存及繁衍需要，只有能够纠正自身的异常状况，才有可能生存及繁衍下去。生物是通过映答能力来应对有害事物，利用有利事物，并纠正自身的异常状况的。
4.2.3.1映答能力及相关概念
映答能力是指生物通过系统性反映，找出刺激施加事物的本质特点，通过系统性反应，针对刺激施加事物的本质特点做出回答的能力。系统性反映是指生物把若干物质有机地结合或联合起来，构成反映系统，从而把刺激引发的若干对基本反映及基本反应，有机地结合起来，形成对刺激施加事物的整体反映。系统性反应是指生物把若干物质有机地结合或联合起来，构成反应系统，从而把若干对基本反映及基本反应，有机地结合起来，形成对刺激施加事物的整体反应。系统性反映及系统性反应，通过一定方式联系起来，就构成了生物对刺激施加事物的映答能力。
有关于有害事物的系统性反映及系统性反应，按一定方式联系起来，就构成了对有害事物的映答能力，这种映答能力，能够使生物避免或消除有害事物对生物自身生存及繁衍的损害作用。这里所说的有害事物，不但包括生物体外的有害事物，还包括侵入生物体内，未被同质化的有害事物，以及生物体内的异质化的有害事物。所谓同质化，就是生物将非自身事物，通过一系列反映及反应变成了自身子事物。所谓异质化，就是自身子事物，经过一系列的反映及反应，变成了非自身事物。侵入生物体内未被同质化的有害事物，例如，侵入生物体内的致病半生物、微生物、寄生虫等，及其有害代谢产物和有害崩解产物，以及进入生物体内的异物和有害射线等。生物体内的异质化有害事物，例如生物体内的变性坏死组织及肿瘤等。
有关于有利事物的系统性反映及系统性反应，按一定方式联系起来，就构成了生物对有利事物的映答能力，这种映答能力，能够使生物利用有利事物，来满足自身生存繁衍所需。这里所说的有利事物，不但包括生物体外的有利事物，还包括进入生物体内，未被同质化的有利事物。例如，进入入生物体内的食物和有益微生物，及其有益分解产物和代谢产物线等。
生物对自身异常状况的系统性反映及系统性反应，按一定方式联合起来，就构成了对自身异常状况的映答能力。这种映答能力，能够纠正生物自身异常状况，以免对自身正常结构造成损害。所谓生物自身的异常状况，是指生物自身的某些状况，超出了正常范围，如果持续下去，就会造成生物结构损害，乃至危及生命。例如，人和其它高等动物的血糖、血钠、血钠、血钙、血氧分压、二氧化碳分压和血压等指标，只有在一定范围内，才不会对人和其它高等动物造成危害。如果上述指标长期超出正常范围，将会造成相关的结构损害，甚至死亡。所以上述指标超出正常范围，就属于生物自身的异常状况。正常情况下，人和其它高等动物有针对以上述异常状况的反映系统及反应系统，并以一定的方式结合起来，从而通过系统性反应和系统性反应构成的应答能力，使上述指标维持在正常范围内。生物自身可能出现的异常状况不计其数，所以，生物对自身异常状况的映答能力也难以计数。
从针对的事物来看，生物映答能力包括针对有害事物及有利事物的映答能力，以及针对自身异常状况的映答能力。生物对有害事物及有利事物的映答能力，和生物对自身异常状况的映答能力的共同特性，是对生物生存及繁衍的有益性。但生物对有害事物及有利事物的映答能力的有益性，是相对于非自身事物而言，有益于自身的生存与繁衍。因此，我们称这种有益性为利己性。而生物对自身异常状况的映答能力，是生物对自身异常状况的自我调整。因此，这种有益性表现为自我调整性，简称自调性。所以，从针对的事物来看，生物映答能力可以分为利己性映答能力和自调性映答能力。
4.2.3.2映答能力的构成形式
人和其它高等动物的感觉、知觉，人的理性认识（思想），以及高等动物萌芽状态的理性认识，都是独立性较强的系统性反映；人和其它高等动物的动机和行为都是独立性较强的系统性反应。这些系统性反映及系统性反应结合起来，就构成了生物的高级映答能力。向性、趋性、免疫应答和反射，都是由独立性较弱的系统性反映及系统性反应，按照固定的对应关系紧密结合起来，构成的生物低级映答能力。关于生物高级映答能力，我们在前面已经做了论述。下面我们阐述生物低级映答能力，并认识它们所包含的系统性反映及系统性反应。
向性，一般是指静止型生物对于有利事物的单向刺激或相关刺激，产生的系统性反映及系统性反应，构成的具有定向生长特性的映答能力。例如，植物的枝叶的向光性及植物根部的向地性（向地心方向生长）。其中，植物枝叶的向光性是植物对光波这一有利事物的单向刺激，产生的系统性反映和系统性反应，构成的映答能力。它有利于植物利用光能而又不至于灼伤枝叶。然而，植物根部的向地性，并不是对土壤中有利事物（营养物质）的刺激，产生的系统性反映及系统性反应，构成的映答能力，而是对地球引力这一与土壤中营养物质相关的单向刺激，产生的系统性反映及系统性反应，构成的映答能力。因为把植物放到失重环境，则根部不再向土壤生长，而是向四面八方生长。向地性有利于植物吸收土壤中的水分和营养物质。向性可分为向光性、向地性、向触性、向水性、向化性等类型。
趋性是指有自由运动能力的生物，对环境中有利事物或有害事物的刺激或相关刺激，产生的系统性反映和系统性反应，构成的具有定向运动特性的映答能力。趋向有利事物称为正向趋性；远离有害事物称为负向趋性。前者如低等生物趋向食物和水，以及有性生殖的低等生物趋向繁殖对象；后者如草履虫远离高浓度盐水。根据刺激性质的不同，趋性可分为趋化性、趋氧性、趋光性、趋触性、趋渗透压性、趋湿性、趋地性、趋电性、趋温性、趋流性、趋音性等类型。
免疫应答，是指生物通过对非己事物的刺激，产生的免疫性系统性反映及免疫性系统性反应，构成的免疫性映答能力。所谓免疫性，就是指生物所具有的避免或消除疾病的特性。对非己事物产生免疫性系统性反映的过程，就是生物认识非己事物特点的过程。非己事物的特点，在免疫学中，被称为抗原。对非己事物产生的免疫性系统性反应的过程，就是利用非己事物的特点，产生具有特异性的对抗非己事物的有机分子和细胞的过程，即产生抗体和特异淋巴细胞的过程；以及利用抗体和特异淋巴细胞，在体内其它物质的配合下，预防非己事物侵入体内，或攻击已经进入体内的非己事物的过程。可见，将免疫应答称为免疫映答更为确切。
反射是指生物对于一个内在或外在事物的刺激，产生一次固定的系统性反映，以及一次与该系统性反映相对应的固定的系统性反应，共同构成的有益于自身生存及繁衍的映答能力。所谓内在事物，实际是指生物本身所固有的子事物，主要是指生物体内的异常状况；而外在事物，是指非生物本身，或其所固有的子事物，主要是指有害事物及有利事物。由于在反射过程中，刺激与系统性反映之间，以及系统性反映与系统性反应之间都有固定的对应关系，所以，刺激和产生的应答之间的关系也是有固定的。在物理学中，波在传播过程中达到两种媒质的界面后，以一定的角度关系返回原媒质的现象，叫做反射。生物反射功能的系统性反映与系统性反应之间的关系，类似于物理学中入射波与反射波之间的关系。这可能是促使法国学者笛卡尔用“反射”一词来命名这种生物功能的根本原因。生物的反射功能，都有有利于自身生存及繁衍的的特性，所以都具有有益性。但机体对外部事物刺激的引起的反射，其有利于自身生存及繁衍的特性，是相对于有害事物及有利事物而言的，所以这种有益性就是利己性；机体对内部事物刺激的反射功能，其有益性，是指这种反射功能能够把体内的异常状况纠正，所以这种有益性就是自调性。
实际上，向性和趋性都是由一些按时间顺序结合起来的一系列反射，构成的利己性本能；免疫应答（或免疫映答）功能，则是由免疫细胞、免疫有机分子和体液提供的一些免疫性反射，构成的利己性本能。
而条件反射是巴甫洛夫在实验的基础上提出来的概念，同时他将以前人们所称的反射改为非条件反射。他认为，条件反射是在一定条件下，在非条件反射的基础上，后天建立的反射。例如，每次给狗喂食，都会引起狗唾液分泌，这就是非条件反射；我们知道，按响电铃并不能引起狗唾液分泌，但若每次给狗喂食前，先按响电铃，如此若干次以后，只按响电铃，不给狗喂食，也会引起狗唾液分泌，这就是条件反射。但我认为，所谓的条件反射，只不过是被记忆的知觉引起的情绪中枢对植物神经系统的调节作用，不能说是一种反射。关于这种调节作用，我们将在后面进行讨论。
4.2.3.3反映系统及反应系统
生物对事物的系统性反映及系统性反应功能，都是由一系列联系起来的物质来完成的，我们将这一系列联系起来的物质，分别称为反映系统及反应系统。反映系统的组成结构，可以概括为：反映始端-传入通路-反映中枢这样一种模式；而反应系统的组成结构可以概括为：反应中枢-传出通路-反应终端这样一种模式。这里的反映始端，就是对反映系统中用来感受信号刺激并产生输入信号的所有物质的概括；传入通路，是对反映系统中，反映始端与反映中枢之间的所有输入信号传播路径的概括；反映中枢，是对反映系统中，用来接受输入信号，体现刺激或作用施加者的某些特点，并将体现结果转变为适当信号向下传递的所有物质的概括；反应中枢，是对反应系统中用来接受信号刺激，并将分析的结果转变为适当的输出信号的所有物质的概括；传出通路，是对反应系统中，反应中枢与反应终端之间的所有输出信号传播路径的概括；反应终端，是对反应系统中，接受输出信号，并产生反应结果的所有物质的概括。在神经性的反映系统及反应系统，反映始端就是感觉神经末梢、感受器或感觉器，但也可能是其它接受信号刺激，并将信号进行转变的结构。传入通路和传出通路，就是神经纤维、神经纤维束或神经；反映中枢和反应中枢，就是神经元胞体，或通过神经纤维连接起来的多个神经元；反应终端可以是平滑肌、心肌或骨骼肌，但也可能是产生反应的神经结构。
例如，向性反映系统就可以表示为：向性反映始端-向性传入通路-向性反映中枢；向性反应系统就可以表示为：向性反应中枢-向性传出通路-向性反应终端。趋性反映系统就可以表示为：趋性反映始端-趋性传入通路-趋性反映中枢；趋性反应系统就可以表示为：趋性反应中枢-趋性传出通路-趋性反应终端。反射反映系统将可以表示为：反射反映始端-反射传入通路-反射反映中枢；反射反应系统就可以表示为：反射反应中枢-反射传出通路-反射反应终端。甚至免疫应答的反映系统及反应系统也可以勉强用上述模式进行表示。低级反映系统与低级反应系统之间，是有明确对应关系的。即一个反映系统至少有一个固定的反应系统与之相对应，一个反应系统也至少有一个固定的反映系统与之相对应。反射的反映系统与其对应的固定的反应系统可以共同表示为：反射反映始端-反射传入通路-反射反映中枢-反射反应中枢-反射传出通路-反射反应终端，或反射反映始端-反射传入通路-反射中枢-反射传出通路-反射反应终端。这个结构被生物学界称为反射弧。
正如第二章所说，我们可以将人和其它高等动物产生感觉的反映系统称为感觉系统，将导致人和其它高等动物产生运动的反应系统称为运动反应系统。人和其它高等动物感觉系统的结构可以表示为：感觉器-感觉传入通路-感觉中枢这样一种模式；人和其它高等动物的运动反应系统的结构可以表示为：运动反应中枢-运动反应传出通路-运动反应终端（骨骼肌）这样一种模式。感觉系统，例如视觉系统、听觉系统、平衡觉系统、嗅觉系统等特殊感觉系统，以及难以计数的触觉系统、痛觉系统、肌腱本体感觉系统等一般感觉系统。运动反应系统也是多得难以计数，运动反应系统发生系统性反应的结果，要么是使肌肉收缩，要么是使肌肉维持一定程度的紧张度。由于任何行为都是在绝大多数肌肉维持一定程度的紧张度的情况下，通过很少一部分肌肉的收缩来完成的。所以，在一个行为中，运动反应系统可分为静运动反应系统和动运动反应系统，行为的性质是由动运动反应系统来确定的。没有动运动反应系统，就不能产生行为；没有静运动反应系统的配合，行为也会失败。人和其它高等动物的感觉系统和运动反应系统之间的关系不是固定的对应的关系，即不是一个感觉系统对应着一个或若干个固定的运动反应系统，而几乎是所有的感觉系统对应着所有的运动反应系统，而且它们的对应关系是灵活可变的，感觉系统和运动反应系统是通过脑连接在一起的。
人脑由端脑、间脑、中脑、后脑及延髓五个部分构成。端脑又称大脑。间脑由上丘脑、背侧丘脑、后丘脑、底丘脑和下丘脑构成。端脑和间脑共同构成前脑。后脑包括脑桥和小脑。中脑、脑桥和延髓合称为脑干。
端脑主要包括左右大脑半球，每个半球表面的灰质叫大脑皮质，皮质深部是白质，大脑白质中包藏着端脑的室腔和灰质核团，分别称为侧脑室和基底核。大脑皮质是由数以百亿计的神经元，通过其神经纤维构成，连接在一起，构成的复杂网络，左、右大脑皮质也通过许多神经纤维连接成为一个统一的整体。从功能上看，大脑皮质可分为感觉中枢、思维中枢、情绪中枢和行为中枢。根据针对事物的不同，感觉中枢可粗略地分为外部事物感觉中枢和内部事物感觉中枢。思维中枢可分为感性思维中枢和理性思维中枢。端脑白质主要由神经纤维排列而成，主要分为在左、右大脑皮质间传递信息的皮质间纤维，向大脑皮质的感觉中枢传递信息的传人纤维，和大脑皮质向低级中枢传递信息的传出纤维。皮质间神经纤维构成胼胝体。传人纤维可粗略地分为外部刺激传入纤维和内部刺激传人纤维，分别传人到外部事物感觉中枢和内部事物感觉中枢。传出纤维主要包括行为中枢传出纤维和情绪中枢传出纤维。行为中枢传出纤维包括锥体系传出纤维和锥体外系传出纤维。
感觉中枢是感觉系统的一部分，是形成外部事物感觉和自身事物感觉的反映中枢。感觉中枢与思维中枢有着广泛的联系，能够把形成的感觉信息以神经冲动的形式传给思维中枢。思维中枢能够把感觉上升为知觉，能够把感觉和知觉转变为感性动机，能够把感性认识上升为理性认识，能够通过感性认识和理性认识，形成理性动机。我们可将只能形成知觉和感性动机的思维中枢，称为感性思维中枢，将有抽象思维能力，能够形成理性认识和理性动机的思维中枢，称为理性思维中枢。其它高等动物与人的最主要区别，就是其它高等动物的理性思维中枢，远远不如人的理性思维中枢发达。思维中枢形成知觉和理性认识的过程，都属于系统性反映过程，而形成感性动机和理性动机的过程，都属于系统性反应过程。所以，无论是感性思维中枢，还是理性思维中枢，都是由许多反映系统及反应系统综合而成。思维中枢把形成的思维产物转变为神经冲动，传给情绪中枢，把形成的成熟动机，以神经冲动的形式传递给行为中枢。行为中枢能够将思维中枢的成熟动机转变为行为指令，行为指令分为两部分，即肌收缩指令和肌紧张指令，肌收缩指令通过锥体系传给一部分运动反应中枢，引起一部分肌肉收缩，肌紧张指令通过锥体外系传给许多运动反应中枢，维持肌紧张。许多肌肉处于肌紧张状态，一部分处于收缩状态，两者相配合就产生了行为。
情绪中枢是一个非常复杂的中枢神经结构，它与思维中枢相伴行，并与思维中枢之间有非常多的双向联系，甚至有可能与感觉中枢也存在着双向联系，它时刻监视着思维过程，并且能够对思维过程，特别是思维结果做出带有本身倾向性的“评价”。这种带有本身倾向性的“评价”反馈给思维中枢后，能够迫使思维中枢产生相应的感受，这些感受，就是情绪的主观体验。例如，思维中枢不但能产生关于有害事物的知觉和理性认识（或萌芽状态的理性认识），还会在情绪中枢的迫使下，产生“厌恶”或“恐惧”等感受；思维中枢不但产生关于有利事物的知觉和理性认识（或萌芽状态的理性认识），还会在情绪中枢的迫使下，产生“喜爱”这种感受；思维中枢不但能意识到“不公平的事情”，还会在情绪中枢的迫使下，产生“愤怒”这种感受；思维中枢不但能意识到其形成的理性动机完美或不完美，还在情绪中枢的迫使下，分别产生“满意”或“不满意”这两种感受。情绪的主观体验，或者迫使思维中枢把感性认识上升为理性认识；或者迫使思维中枢把感觉和知觉转变为感性动机；或者迫使思维中枢把感性认识和理性认识转变为理性动机；或者迫使思维中枢把不成熟的理性动机转变为成熟的理性动机；或者迫使思维中枢把成熟的理性动机传递给行为中枢，以便产生相应的行为。情绪中枢通过传出纤维与基底核及下丘脑等结构相连，从而，把这些带有本身倾向性的“评价”转变为神经冲动，向下传递。情绪中枢通过影响下丘脑，从而对植物神经系统起到调节作用，这种调节，可以为即将到来的行为做好准备；情绪中枢通过对植物神经系统的调节，能够影响瞳孔的大小，全身表面血管的收缩与舒张，竖毛肌的收缩与舒张，皮脂腺及汗腺的分泌；情绪中枢可能是通过传出纤维作用于纹状体，影响锥体外系，从而影响面部、四肢及躯干肌肉的紧张度的。情绪中枢通过影响瞳孔的大小，全身表面血管的收缩与舒张，竖毛肌的收缩与舒张，皮脂腺及汗腺的分泌，以及对骨骼肌肉紧张度的影响，能够形成面部表情、肢体表情和语音表情。这些表情，就是情绪的外在表现。情绪的外在表现，能够被其它个体的思维中枢解读。这样，人类或其它高等动物个体之间，就能利用思维中枢，与情绪的外在表现进行互动。这种互动，就构成了人类和高等动物的原始语言。原始语言是人类语言产生的基础。情绪中枢可能还有记忆功能。情绪中枢和思维中枢是难以完全分开的，但情绪中枢有一部分结构是相对独立的，这就是大脑边缘叶。边缘叶与杏仁体、隔区、下丘脑、背侧丘脑的前核群等结构连接起来，共同构成边缘系统。
当感觉器受到刺激，形成系统性反映，产生感觉时，行为系统既可以产生反应，出现相应的行为，也可以不产生反应，从而不出现相应的行为。例如，当毫无关联的视觉刺激或嗅觉刺激，作用于人和其它高等动物高等动物的视觉系统和嗅觉系统时，能够产生相应的视觉和嗅觉，但不会有任何行为系统做出相应的反应。这显然与反射存在着明显差别。
随着低等动物进化为高等动物，许多神经结构的反射反映系统都会通过上行传导通路向上延伸，到达大脑皮质对应的感觉中枢，形成对应的感觉。在这种情况下，感觉系统的模式就成了：反射反映始端-反射传入通路-反射反映中枢-上行传导通路-感觉中枢。这种感觉与其它感觉经思维中枢综合，同样形成相关的知觉。人和其它高等动物的反射反应系统，有的是运动性反射反应系统，有的是非运动性反应系统。运动性反射反应系统支配骨骼肌，发生系统性反应时，骨骼肌收缩，出现躯体或器官的运动，或者出现肌紧张。非运动性反射反应系统支配窦房结、心肌、血管平滑肌、眼平滑肌、内脏平滑肌和腺体平滑肌等。发生系统性反应时，产生的结果非常复杂，例如心率加快或减慢，心肌收缩力增强或减弱，血管收缩或舒张，瞳孔开大或缩小，支气管扩张或收缩，以及调节外分泌腺的排泄等等。总之就是调整器官或系统的功能。高等动物诞生以后，所有的运动性反射反应系统，也同时是运动反应系统，隶属于躯体运动神经系统，其反应中枢受行为中枢控制；所有的非运动性反射反应系统，隶属于植物神经系统（也称为自主神经系统或内脏神经系统），其反应中枢受下丘脑控制，下丘脑则受情绪中枢控制。
由于非运动性反射反应系统属于植物神经系统，刺激其反映系统的始端，不但能引起反射，刺激信号还可能通过反映系统向上延伸达到大脑皮质对应的感觉中枢，从而形成相应的感觉。该感觉，能够被思维中枢与相关的感觉一起综合为知觉。该知觉被情绪中枢检测到以后，还会通过下丘脑，向该反射反应中枢发出刺激信号，从而引起反射反应系统出现系统性反应。不仅如此，如果一个不相干的信号刺激产生的感觉，总是与该知觉有固定的时间上的联系，还能与该知觉关联到一起。因此，当该刺激信号单独引起感觉时，也会使前述知觉再现于思维中枢，从而被情绪中枢检测到，然后通过下丘脑对上述反射反应中枢发出刺激信号，最终引起上述反射反应中枢出现系统性反应。这就是巴布洛夫所称的条件反射的产生机理。例如，“高等动物进食，食物进入口腔后，引起唾液腺分泌”这一反射的反应系统，就属于植物神经系统。在这一反射过程中，食物刺激反射反映始端——味蕾，产生反射传人信号，通过反射传人通路，传人到反射反映中枢，再转变成传递给反射反应中枢的信号，反射反应中枢接受到反射反映中枢传来的信号后，再转变成反射传出信号，经反射传出通路，传递给反射反应终端——唾液腺，最终引起唾液分泌。反射反映中枢还通过上行传导通路，向味觉中枢发出信号，从而产生味觉，味觉与关于食物的视觉及嗅觉一起，被思维中枢综合为关于食物的知觉，该知觉被情绪中枢监测到以后，向下丘脑发出指令，下丘脑转而向反射反应中枢发出信号，通过反射反应系统的系统性反应，引起唾液分泌。当每次给高等动物喂食前，先按响电铃，电铃引起的听觉，就能与上述知觉联系起来。久而久之，如果单独按响电铃，就能使高等动物关于食物的知觉再现，情绪中枢监测到这种知觉后，就能通过下丘脑刺激该反射反应中枢，引起唾液分泌。
当反射反应系统属于躯体运动反应系统时，刺激其对应的反映系统的始端，同样能引起反射，刺激信号同样能通过反映系统向上延伸达到大脑皮质对应的感觉中枢，从而形成相应的感觉。该感觉，同样能被思维中枢与相关的感觉一起综合为知觉。但该知觉被情绪中枢检测到以后，不会通过下丘脑刺激该反射反应中枢，因此不会引起该反射反应系统出现系统性反应。因为该反射反应系统，实际上也是运动反应系统，不受下丘脑支配，而是受行为中枢支配。因此，无法建立所谓的条件反射。
每一个行为中枢，都与许多运动反应系统的运动反应中枢相连，从而支配着这些运动反应系统。每个行为中枢和它支配的所有运动反应系统，共同构成行为系统。行为系统受动机支配，也受情绪中枢影响。有什么样的动机，就有什么样的行为；有什么样的情绪，就有什么样的与行为系统相关的面部表情、肢体表情和语音表情。
4.2.4生物基本特征的联系与区别
综上所述，生物的三个基本特征都是由物质间的基本反映及基本反应组成或构成。繁殖发育功能的物质基础由新陈代谢功能来维护，繁殖发育过程中所需的物质、能量和化学反应，由陈代谢功能提供；繁殖发育所需要的调控功能由映答能力提供；整个过程的作用就是形成新个体和完善新个体的过程。新陈代谢功能的物质基础由生殖和发育功能构建；新陈代谢所需的调控功能由映答能力提供；其实质是把一系列化学反映及化学反应结合起来，用以从外界获得物质和能量，用以实现生命体的自我更新和能量转换，用以把废物和多余热量排出到体外。映答能力的物质基础由生殖发育功能构建；其结构和功能由新陈代谢功维护，映答过程所需要的物质、能量和化学反应，由新陈代谢功能提供；其实质是将许多基本反映及基本反应有机地结合起来，构成系统性反映，以抓住事物的特点，将许多基本的反映及反应有机地结合起来，构成系统性反应，针对事物的特点做出回答，其作用是防御有害事物，获取有利事物，以及调节机体的各种功能。
