生命的多样性.doc

生命的多样性 我国是生物多样性最丰富的国家之一，其生物多样性居世界第8位，居北半球首位。我国的生物多样性不仅表现在物种极其丰富，生态系统类型多样，而且特有性程度高。我国特有种超过一万种，如银杏、银杉、水杉、金钱松、珙桐、鹅掌楸都属中国特有的珍稀孑遗植物；珍稀动物如大熊猫、金丝猴、褐马鸡、扬子鳄、白唇鹿等。但是，随着经济的发展，由于自然资源（包括生物资源）和能源过度消耗，生态环境日益恶化，生态系统遭到破坏，生物多样性日渐丧失。保护生物多样性已是当务之急。1、生命多样性与物种（1）生命多样性按照1992年联合国环境与发展大会通过的生物多样性公约生命的多样性(Biodiversity)包括物种多样性、遗传（基因）多样性和生态系统多样性。物种多样性地球上的生命是丰富多彩的：从非常小的一个病毒到重达150吨的大鲸鱼；从慢性子的蜗牛到每小时能奔跑90公里的猎豹；植物借助于风、水和动物的迁移把自己的后代送向远方；仅苔癣植物就有13000种之多.,大自然中每一样生命都是独特的，不可替代的。已发现和命名的物种有 1,500,000 种植物 260,000 种昆虫 700,000 种脊椎动物 500,000 种共有 5,000,000 -30,000,000 种遗传多样性世界上所有生命既能保持自己物种的繁衍，又能使每一个个体都表现出差别，这要归功于其体内遗传密码的作用和基因表达的差别。在组成生命的细胞中，DNA是遗传物质，由4种碱基在DNA长链上不同的排列组合，决定了基因及生命的多样性。在人类DNA长链上就有10万个基因，它记录了我们祖先的密码。大自然用了几十亿年的时间，建造起如此浩繁、精致和复杂的基因，任何一个物种的绝灭，都会带走它独特的基因，令我们永远地遗憾。生态系统多样性在地球的表面，到处都有生命在游荡。为适应在不同环境下生存，各种植物、动物和菌类与环境又构成了不同的生态系统，这就是生命的家园。在不同的生态系统中，各种生命通过一张极其复杂的食物网来获取和传递太阳的能量，同时完成物质的循环。生态系统的结构、功能、平衡及调节机制千差万别是生物多样性的重要内容。保护生物多样性的意义人口增长，生物资源不合理利用 自然环境遭破坏，生物多样性正在以前所未有的速度被减少或丧失。一个基因可能关系到一种生物的兴衰，一个物种可能影响一个国家的经济命脉，一个生态系统可能改变一个地区的面貌。在人类还没有来得及开发应用的众多物种便如此大量和快速的灭绝了，从此，我们不知道，而且将来永远也不可能知道这些已经灭绝物种的宝贵价值，全球生物多样性正在迅速丧失，这不仅意味着我们正失去大量以后可资利用的资源；更重要的是，那将最终导致我们人类自己，也像其他生物一样，从这个星球上消失！从这个意义上说，保护生物多样性就是保护人类自己！(2)物种的概念及其命名法物种的概念物种即种（Species）。不同专业的生物学家对物种的概念有不同的理解。分类学是依据表型特征识别和区分生物的基本单位。现代遗传学则把物种定义为：物种是一个具有共同基因库、与其他类群有生殖隔离的群体。生态学家则认为，物种是生态系统中的功能单位，不同物种占有不同的生态位。 对物种问题争论的焦点归纳起来主要有两点：一是把种定义为形态结构相似的个体群，把物种分为形态学种和分类学种；二是强调种间生殖隔离的机制。种的命名瑞典植物学家林奈在他的自然系统（Systema Naturae,1786年）中制定了生物学名二命名法（binomial nomenclature），即属名加种名。属名在前，种名在后。属名是名词，第一个字需大写；种名是形容词，是限制属名的，故小写。在种名之后还应加上定名者的姓氏或其缩写。 （2） 分类方法和等级在自然分类系统中，分类学家将生物划分为自高而低的7个阶元，它们的顺序是：界（kingdom）、门（phylum）、纲（class）、目（order）、科（family）、属（genus）和种（species）。 每一种生物都可以通过分类系统，依不同的分类阶元，表示出它在生物界的分类地位，反映该种生物的分类属性以及与其他生物之间的亲缘关系。如人（Homo sapiens,L）：动物界(Animalia)脊索动物门(Chordata)脊椎动物亚门(Vertebrata)哺乳动物纲(Mammalia)真兽亚纲(Eutheria)灵长目(Primates)类人猿亚目(Anthropoidea)人科(Homonidae)人属(Homo)人种(sapienes)(3)生物的分界1、分界的演化古希腊Aristotle首次把生物分为动物和植物两大界。 德国生物学家海克尔（E.Haeckel）于1886年提出三界学说：植物界（Plantae）、动物界（Animalia）和原生生物界(Protista）。 2、三主干学说 20世纪70年代以来多用保守的核糖体小亚单位（small subunit rRNA）ssrRNA（原核为16S，真核为18S）的序列进行比较，并将所得到的数据再用计算机分析，由此再建立起分子系统树。 1980年生物学家提出了生物进化系的三主干学说。在三主干中，除了真核生物主群外，原本视为一个整体的原核生物被分为古细菌主群（Archaebacteria）和真细菌主群(Eubacetria）。 1990年，Woese进一步提出将古细菌的后缀去掉，称之为Archaea（古核），拟与真核、原核相对应。这个研究结果和根据表型比较而建立的系统大部分是相符的，现在已被多数人所接受。以下是一些简单的分类方法：三界系统：植物（plantae）动物（animalia）原生生物（protista）五界系统：原核生物总界真核生物总界：植物（plantae）动物（animalia）真菌（fungi）原生生物（protista）六界系统：无细胞生物总界、原核生物总界、真核生物总界2、生物类群（1）引言现在常用的生物分界系统是三主干六界的分界学说。三主干是真核生物、真细菌和古细菌。 （2）病毒1892年，俄国生物学家伊凡诺夫斯基(Dmitri Iwanovsky)发现烟草花叶病毒(tobocco mosaic virus, TMV)，1935年得到该病毒的结晶。1、病毒形态virus泛指成熟的或不成熟的各种病毒。病毒不具有细胞形态结构，它仅仅由核酸和蛋白质构成。 在自然界中病毒种类很多，已知约1000多种，形态多样。 上图为病毒形态2、病毒特征（1）体积微小 病毒的大小差异很大，绝大多数是介于10300nm之间，通常只能用电子显微镜才能观察到。 （2）结构简单 绝大多数病毒仅由核酸和蛋白质构成，核酸在内，蛋白质（衣壳）在外；核酸只能是RNA或DNA中的一种，不可两者兼有。3、病毒结构病毒的蛋白质衣壳（capsid）由数量不等、相同或不相同的亚单位构成，每个亚单位即为衣壳体或粒子（capsomere），衣壳体按一定规律排列，使各种病毒具有不同的形态 。 图为病毒的典型结构(3)真细菌界1.细菌细菌的形态细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）三种。一般球状细菌的直径约0.5m，杆状长约0.5-5m。细菌的结构细菌共有的结构称一般结构，如细胞壁、细胞膜、细胞质、核区等；非共有的结构称为特殊结构，如鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢等。 细菌的细胞壁主要成分是含N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid）的肽聚糖（peptidoglycan），成网状结构。 细胞壁的主要功能有：固定细胞外形；协助鞭毛运动；细菌细胞壁可阻拦相对分子质量超过800的抗生素透入。 (3)细菌的繁殖细菌一般以无性二分裂方式进行繁殖。在适宜的条件下，大部分细菌繁殖迅速，如大肠杆菌在最合适的条件下，每分裂1次，只约需12.520min。2.蓝细菌（蓝藻）(1)蓝细菌特点a、蓝细菌与细菌有相似之处 。 b、蓝细菌与真核藻类相似而与细菌有不同的特征 。 蓝细菌的形态结构 蓝细菌的基本类型 有单细胞体、群体类型。 (4)古细菌界1.嗜热细菌嗜热细菌只有在高温下才能良好地生长。迄今为止已分离出50多种嗜热细菌。在这些细菌中有一种最抗热的菌株（Phyolobous fumarii），在105繁殖率最高，甚至在高达113也能增殖。 2.嗜盐细菌它能在极端地盐环境下生长和繁殖，特别是在天然地盐湖和太阳蒸发盐池中生存。而与环境中盐类接触的盐杆菌，其细胞质中的蛋白质需要有高浓度的氯化钠才能发挥作用。(5)真菌界真菌大多数是由分支或不分支地菌丝、菌丝体构成。 藻菌门 子囊菌门 担子菌门 半知菌门地衣门 （6）植物界低等植物这是一类没有根、茎、叶分化和没有胚的植物类群，以藻类（algae）为主。裸藻裸藻多数是无细胞壁，有鞭毛，能自由运动的单细胞植物，约1000种。 甲藻约2000种，大多有纤维素外壳，光合作用产物为淀粉。染色体上有组蛋白。 褐藻和红藻它们分别由于色素体是褐色和红色而得名。除淡水中有少数红藻外，褐藻和红藻均是海生，它们的体型、生殖方式均类似，但红藻生殖细胞无鞭毛。 绿藻分布范围广，大多数生于淡水，海生种类较少。绿藻约有8000种，350个属。 高等植物高等植物产生出了一系列适应陆地生活的特征。苔藓植物门（Bryophyta）苔藓植物是高等植物中最简单、最低等的一类，大多数生活在水边和阴暗之处。藓类植物最常见的是葫芦藓（Funaria hygrometrica Hedw），为雌雄同株，雌雄生殖器官分别生长在不同的枝上。蕨类植物门（Pteridophyta）蕨类植物比苔藓植物进化特征突出，孢子体发达，配子体退化，有明显的根茎分化，出现了较原始的维管组织。种子植物门 裸子植物亚门（Gymnopermae）裸子植物的特征 孢子体特别发达，均为多年生木本，多数为单轴分枝的高大乔木。孢子叶集聚成球果状，称孢子叶球。 裸子植物的类群及代表种 裸子植物是比较古老的植物类群，出现在34.539.5亿年前，历经地史气候的重大变化，裸子植物随之发生变化和更替。现有800多种，我国约有236种。 被子植物亚门被子植物是植物界中最高级的一类，自新生代以来，它们便统治着地球，成为植物界的优势类群。 被子植物的进化特征 具有真正的花。典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群构成。 被子植物的分类及代表种 被子植物分为两个纲：双子叶植物纲（Dicotyledoneae）和单子叶植物纲（Monocotyledoneae）。被子植物约有300多科，8000多属，如桃、胡桃、莲、枫杨等。 （7）动物界动物系统经历了由简单到复杂，由低级到高级的进化历程，生活在今天地球上的动物大约有150万种。 原生动物门（Protozoa）原生动物是最原始和最低等的动物类群。它们多数是单细胞生物，极少数是由几个或多个细胞构成群体。 多孔动物门（Porifera）多孔动物又称海绵动物（Spongia），是多细胞动物中最原始最低等的类群，一般营固着生活。 腔肠动物门（Coelenterata）腔肠动物是真正的二胚层多细胞后生动物，如水螅（Hydra）。腔肠动物的主要特征 第一，辐射对称。 第二，有两胚层。 第三，有组织分化。腔肠动物的生殖方式包括无性生殖和有性生殖。无性生殖最普遍的是出芽生殖。有性生殖在其生殖期产生精巢和卵巢，雌雄同体。 腔肠动物的分类腔肠动物约9000种以上，分为三个纲：水螅纲（Hydrozoa）， 钵水母纲（Scyphozoa）， 珊瑚纲（Anthozoa）。扁形动物门（Platyhelminthes）扁形动物包括涡虫、日本血吸虫、牛绦虫等。扁形动物的进化特征第一，两侧对称。第二，三胚层出现。第三，器官系统分化。扁形动物分类扁形动物约有7000种，分3个纲：涡虫纲（Turbellaria）、吸虫纲（Trematoda）和绦虫纲（Cestoioda）。线形动物门（Nemathelminthes）线形动物是一大类群，在动物系统进化上，出现了一个进步性的特征，即假体腔（primarycoelom），如人蛔虫（Ascaris lumbricoides）。 环节动物门（Annelida）环节动物包括各种蚯蚓、沙蚕、蚂蟥等。环节动物在动物系统进化上具有重要意义。环节动物的进化特征第一，身体出现分节现象（metamerism），这是高等无脊椎动物的一个重要标志。然而环节动物的分节，仍属原始分节现象。第二，环节动物出现了真体腔（coelom），真体腔是由中胚层分化出来的，由壁体腔膜和脏体腔膜围绕而成，因而体壁和肠壁都有发达的肌肉。 第三，环节动物器官系统较完善。环节动物分类多毛纲（Polychaeta）， 寡毛纲（Oligochaeta）， 蛭纲（Hirudinca）。软体动物门（Mollusca）软体动物的数量仅次于节肢动物，约有10万种。 节肢动物门（Arthropoda）节肢动物是动物界中数量最多的一类无脊椎动物，占动物界动物总数150万种的84，约126万种，其中昆虫又占节肢动物的94，约118万种，故以昆虫的特征为例介绍节肢动物的主要特征。节肢动物（昆虫）的特征 第一，异律分节的高度发展。 第二，体被几丁质蛋白质复合体的外骨骼。 第三，附肢分节并有关节。节肢动物分类节肢动物分为3个亚门7纲：有鳃亚门（Branchiata） 有螯亚门（Chelicerata）， 有气管亚门（Tracheata）。棘皮动物门（Echinodermata）棘皮动物门包括海星、海胆、海参、海百合等动物，这是一个相当特殊的类群，虽然数量不多，但在进化上有其独特的意义。棘皮动物的进化特征 第一，首次出现由中胚层起