第11节第5章 生命多样性 第六章 生物的分类.ppt

一 生物多样性 Biodiversity biologicaldiversity 也称生命多样性 地球上所有植物 动物 微生物和它们拥有的基因以及由这些生物和环境构成的生态系统 反映了地球上包括植物 动物 菌类等在内的一切生命都有各不相同的特征及生存环境 它们相互间存在着错综复杂的关系 第五章生命多样性 生命多样性的形成机制是一个复杂的生命历史演进过程 物种 species 多样性 物种多样性是用一定空间范围物种数量的分布频率来衡量的 它通常又包括整个地球的空间范围 已鉴定和命名植物昆虫脊椎动物待发现和命名 2000000种500000种750000种1500000种2000万 5000万种 遗传多样性 遗传的多样性指每一物种内基因和基因型的多样性 是衡量一个种内变异性的概念 是需要用种 变种 亚种或品种的遗传变异来衡量其内部变异性的概念 由DNA双螺旋长链组成染色体 左上 DNA序列测定的电泳胶分析图 右上 几种生物部分同源片段DNA序列比较 下 生命的多样性不仅体现为物种类别形式的多样性 也体现为同种个体遗传的多样性 生态系统的多样性 陆地生态系统水域生态系统 森林生态系统草原生态系统农田生态系统海洋生态系统淡水生态系统 二 生命多样性的价值1 直接使用价值 许多野生植物具有药用价值 是重要的药物来源许多野生生物是重要的工业原料生命多样性具有科学研究价值 在基因工程迅速发展的今天 这一点显得更加重要 2 间接使用价值 间接使用价值是指生命多样性具有重要的生态功能 无论哪一种生态系统 野生生物都是其中不可缺少的组成成分 在生态系统中 野生生物之间具有相互依存和相互制约的关系 他们共同维系着生态系统的结构和功能 3 潜在使用价值 野生生物种类繁多 人类对他们已经做过比较充分研究的只是极少数 大量野生生物的使用价值目前还不清楚 但可以肯定具有巨大的潜在的使用价值 一种野生生物一旦从地球上消失 就无法再生 他的各种潜在的使用价值就不复存在了 生命多样性的保护 就地保护迁地保护加强教育和法制管理 二 生命多样性产生的机制 生命的多样性形成于生命的历史过程生命多样性形成的前提 起源和发展遗传变异是生命多样性形成的基本动力地理隔离分化是生命多样性形成的主要途径隔离是新种形成的必要条件隔离主要有地理隔离 geographicalisolation 生殖隔离 reproductiveisolation 和生态隔离 ecologicalisolation 生命多样性最直接的表现形式是物种的多样性 所以 物种是生命多样性的核心问题 任何物种 都是生命历史进化的产物 而遗传与变异 则正是推动进化的基本动力 地理隔离是指由于某些地理条件 如海洋 河流 高山或沙漠的阻隔 使分布于不同区域的同一物种的不同种群难以互相迁移 造成种群的生殖隔离 不能进行基因交流 生殖隔离自然条件下 同种生物结合可产生有生殖能力的后代 不同种生物之间不能相互结合 即使结合也不能产生有生殖能力的后代生态隔离是指同一物种的不同种群生活在同一区域内的不同生境内 而造成的不能交配 一 种的概念和命名以形态特征为主要鉴定依据 把种定义为形态结构相似的个体群种是一个独立的繁殖单元 具有实际或潜在生殖能力 并通过交配可产生能繁育后代的个体群 更强调的是种间的生殖隔离机制 第六章生物分类 种的概念种 species 或物种是生物分类的基本单元 是由可以相互交配 产生能育的正常后代 的自然群居组成的繁殖群体 是和其他群体生殖隔离着 并占有一定的生态空间 拥有一定的基因型和表型 是生物进化和自然选择的产物 亚种 subspecies缩写ssp 某种生物分布在不同地区的种群 由于所在地区生活环境的影响 在形态构造或生理机能上发生某种变化 这个种群就称为某种生物的一个亚种 东北虎 华南虎变种 varietas缩写var 品种 cultivar缩写cv 变型 form 是指有形态变异 但是看不出有一定的分布区 仅仅是一些零星分布的个体 变种 同一个生态环境的同一个种群内 如果某些个体组成的小种群在形态 分布 生态或季节上发生了一些细微的变异 并且有了稳定的遗传特性时 就称为原来种的变种 变种是我们人类创造的 农民和园艺工人们用杂交的方法来培育新类型 创造他们想要的类型 如各种颜色 更大的果实 甜的味道 矮的树等等 长期以来 他们已创造了成千上万的新品种或新变种 变种这个名称 动物上较少用 一般多用于下述植物上 大多数农作物 如小麦 水稻 玉米等粮食作物 西红柿 白菜 辣椒 苹果等蔬菜和果树 有的是花卉 如兰花 木槿 玫瑰 郁金香等 还有的是经济作物 如橡胶树 油棕榈 可可等 通过栽培创造的植物变种又叫品种 种正确鉴定的意义 1 致病的病原体鉴定2 中药的鉴别 李时珍 二 种的命名方法 生物的种类繁多 为了科学研究与相互交流的方便 避免出现同物异名或同名异物的混乱现象 国际上制定了统一的命名法则 即瑞典学者Linnaeus所创建的双名法 binomialnomenclature 规定每一个物种只能有一个统一的学名 scientificname 生物分类的方法与分类系统 同名异物 1 白头翁叫此名共有16种 分属4个不同的科白头翁 毛茛科白头翁属 2 酸枣酸枣 鼠李科酸枣属南酸枣 漆树科南酸枣属3 木瓜番木瓜 番木瓜科番木瓜属木瓜 蔷薇科 同物异名 益母草东北 坤草或益母蒿江苏 野麻或田芝麻浙江 三角胡麻四川 青蒿福建 野故草广东 红花艾广西 益母菜青海 千层塔云南 透骨草 甘薯北京 白薯湖南 红薯四川 红苕东北 地瓜广东 番薯 马铃薯土豆洋芋山药山药蛋薯仔 种的命名方法 1753年林奈 Linnaeus 创立的双名法 binomialnomenclature 由两个拉丁字或拉丁化字组成 前一个拉丁词为属名 通常是名词 第一个字母大写第二个拉丁词是种名 多为形容词 字母全部小写 其性 数 格要与属名一致在种名之后还应附上命名人的姓氏或姓氏的缩写 首字母要大写 有时还要加上命名的年份 以便原始文献的核查属名和种名印刷时一般都用斜体 手写时在其下方加一横线 属名 种加词 定名人名词形容词或名词例 水稻OryzasativaL 人Homosapiens狼Canislupus 中华按蚊 生物分类的方法与分类系统 每种生物的学名采用属名和种名命名 用拉丁文或拉丁化的词表示 当种名未能确定时 可在属名之后附以 sp 待定种按蚊 生物分类的方法与分类系统 三名法 trinomialnomenclature 如果种下还有亚种 变种等级 则要加亚种或变种加词 并在亚种或变种加词前加上亚种 ssp 变种 var 的缩写词 即为三名法 例 紫花地丁ViolaphilippicaCav ssp mundaW Beck 无毛画眉草Eragrostispilosa L Beauv var ImberbisFranch 更正一个种的学名 把一个种从一个属划归于另一个属时 给原来命名人的姓氏加上括号 后面再写上修正人的姓氏即可 崇安湍蛙 生物分类学是对各类生物进行鉴定 分群归类 按分类学准则排列成分类系统 并对以确定的分类单元进行科学命名的学科 其目的是探索生物的系统发育及其进化历史 揭示生物的多样性及其亲缘关系 并以此为基础建立多层次能反映生物界亲缘关系和进化发展规律 为更广泛 更有效地保护和利用自然界丰富地生物资源提供方便 二 生物的分类学 1 生物的分类方法 分类学是认识生物多样性的基础 人为分类法 不考虑物种在进化上的亲缘关系的人为的分类李时珍 1518 1593 明代医学家和药学家 经二十七年 1578年 著成 本草纲目 该著作五十二卷 分十六部 六十类 自然分类法 反映物种在进化上的亲缘关系的分类 物种鉴定根据能反映亲缘关系的性状进行 1768年 瑞典著名的植物学家林奈在 自然系统 中对生物所做的系统分类 揭示了生物之间的亲缘关系 对研究生物的进化有很大帮助 1859年 达尔文创立生物进化论以后 根据生物进化的原理 建立能反映植物类群之间亲缘关系和植物界客观演化规律的分类系统 将经典的依据形态差异的分类学与生物化学 免疫学 遗传学和分子生物学等现代生物学科相结合 将蛋白质 氨基酸与核酸等生物大分子水平的同源性和差异大小对生物进行分类的新手段引入分类学 以确定物种亲缘关系的现代分类 如利用抗原抗体反应 比较细胞色素C的氨基酸顺序 DNA的多态性变化等进行分类学研究 从分子层次绘制的生物系统树和根据化石 比较解剖学制成的系统树是一致的 现代分类学的发展 用免疫学实验方法分析蛋白质的同源性来确定生物之间的亲缘关系 分类学家根据生物之间相同 相异的程度与亲缘关系的远近 以不同的分类特征为依据 将生物逐级分类 主要的分类等级或阶元单位为 界 kingdom 门 phylum 纲 class 目 order 科 family 属 genus 种7级 生物分类的方法与分类系统 3 生物分类的等级 每一种生物 其分类属性以及与其他种生物的亲缘关系 都可通过分类系统得以体现 为了更准确地反映生物的分类地位 在以上7个主要单元前后 还分别增加 超 在前 亚 和 下 在后 等辅助性阶元 并缀以相应的字头super sub infra 来表示 生物分类的方法与分类系统 生物的分类方法与分类系统 动物界KingdomAnimalia 脊索动物门PhylumChordata 脊椎动物亚门SubphylumVertebrata 哺乳纲ClassMammalia 真兽亚纲SubclassEutheria 灵长目OrderPrimates 类人猿亚目SuborderAnthropoidea 人科FamilyHomonidae 人属GenusHomo 人种Speciessapiens Homosapiens 生物界的划分及其进化关系 Linnaeus1753两界系统植物界 细菌类 藻类 真菌类动物界E Haeckel1866三界系统 德国生物学家 进化论者海克尔 植物界动物界原生生物界增加了原生生物界 包括所有单细胞生物和简单的多细胞动植物 如细菌 粘菌 硅藻 原生生物 海绵动物等 发展了 生物系统树 的概念 力求反映物种亲缘关系 三 生物界的系统分类 1956年考培兰 Copeland 四界系统原核生物原生生物植物动物 1969魏泰克 Whittaker 五界系统 根据细胞结构和营养方式的不同提出了五界分类系统 根据细胞结构分 原核生物界 monera 细菌 蓝藻原生生物界 protista 真核生物种的单细胞生物 没典型细胞分化的多细胞生物根据营养方式分 植物界 plantae 真菌界 fungi 动物界 animalia 反映纵向连续的阶段性发展 显示了生命历史的三大阶段 原核单细胞阶段真核单细胞阶段多细胞阶段 Whittaker 五界系统的特点 体现横向分化的分支发展 反映了进化的三大方向 营光合作用的植物 自然界的生产者 分解和吸收有机物的真菌 自然界的分解者 以摄食有机物的方式进行营养的动物 自然界的消费者 Whittaker 五界系统的特点 Whittaker 五界系统的不足之处 忽略了病毒类等非细胞生命类型的分类归属问题把原生生物列为一个中间阶段 削弱了原核和真核两个基本阶段之间的对比在原核及原生生物两界内 没有考虑生态关系而作出分支分类 我国学者陈世骧提出两总界 六界 系统 非细胞总界 病毒界原核总界 细菌界蓝藻界真核总界 植物界真菌界动物界 病毒界 病毒是一种体形极微小 一般在15 450nm之间 结构极简单 一般由含有核酸 DNA或者RNA 的核心部分和蛋白质外壳部分组成 繁殖方式特殊的细胞内寄生生物 病毒不具有代谢需要的酶系统 不能独立进行生命过程 必须寄生宿主细胞 原核生物界 结构简单 独立生活的一类细胞 原核生物主要包括 蓝藻 细菌 支原体 立克次体及螺旋体等 原生生物界 原生生物有3 5万种 具有真核细胞的特征外 主要是由单细胞或者单细胞群体组成 但没有组织分化 真核原