生命的多樣性.doc

生命的多樣性 我國是生物多樣性最豐富的國家之一，其生物多樣性居世界第8位，居北半球首位。我國的生物多樣性不僅表現(xiàn)在物種極其豐富，生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，而且特有性程度高。我國特有種超過一萬種，如銀杏、銀杉、水杉、金錢松、珙桐、鵝掌楸都屬中國特有的珍稀孑遺植物；珍稀動(dòng)物如大熊貓、金絲猴、褐馬雞、揚(yáng)子鱷、白唇鹿等。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于自然資源（包括生物資源）和能源過度消耗，生態(tài)環(huán)境日益惡化，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，生物多樣性日漸喪失。保護(hù)生物多樣性已是當(dāng)務(wù)之急。1、生命多樣性與物種（1）生命多樣性按照1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)通過的生物多樣性公約生命的多樣性(Biodiversity)包括物種多樣性、遺傳（基因）多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。物種多樣性地球上的生命是豐富多彩的：從非常小的一個(gè)病毒到重達(dá)150噸的大鯨魚；從慢性子的蝸牛到每小時(shí)能奔跑90公里的獵豹；植物借助于風(fēng)、水和動(dòng)物的遷移把自己的后代送向遠(yuǎn)方；僅苔癬植物就有13000種之多.,大自然中每一樣生命都是獨(dú)特的，不可替代的。已發(fā)現(xiàn)和命名的物種有 1,500,000 種植物 260,000 種昆蟲 700,000 種脊椎動(dòng)物 500,000 種共有 5,000,000 -30,000,000 種遺傳多樣性世界上所有生命既能保持自己物種的繁衍，又能使每一個(gè)個(gè)體都表現(xiàn)出差別，這要?dú)w功于其體內(nèi)遺傳密碼的作用和基因表達(dá)的差別。在組成生命的細(xì)胞中，DNA是遺傳物質(zhì)，由4種堿基在DNA長(zhǎng)鏈上不同的排列組合，決定了基因及生命的多樣性。在人類DNA長(zhǎng)鏈上就有10萬個(gè)基因，它記錄了我們祖先的密碼。大自然用了幾十億年的時(shí)間，建造起如此浩繁、精致和復(fù)雜的基因，任何一個(gè)物種的絕滅，都會(huì)帶走它獨(dú)特的基因，令我們永遠(yuǎn)地遺憾。生態(tài)系統(tǒng)多樣性在地球的表面，到處都有生命在游蕩。為適應(yīng)在不同環(huán)境下生存，各種植物、動(dòng)物和菌類與環(huán)境又構(gòu)成了不同的生態(tài)系統(tǒng)，這就是生命的家園。在不同的生態(tài)系統(tǒng)中，各種生命通過一張極其復(fù)雜的食物網(wǎng)來獲取和傳遞太陽的能量，同時(shí)完成物質(zhì)的循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、平衡及調(diào)節(jié)機(jī)制千差萬別是生物多樣性的重要內(nèi)容。保護(hù)生物多樣性的意義人口增長(zhǎng)，生物資源不合理利用 自然環(huán)境遭破壞，生物多樣性正在以前所未有的速度被減少或喪失。一個(gè)基因可能關(guān)系到一種生物的興衰，一個(gè)物種可能影響一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)命脈，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可能改變一個(gè)地區(qū)的面貌。在人類還沒有來得及開發(fā)應(yīng)用的眾多物種便如此大量和快速的滅絕了，從此，我們不知道，而且將來永遠(yuǎn)也不可能知道這些已經(jīng)滅絕物種的寶貴價(jià)值，全球生物多樣性正在迅速喪失，這不僅意味著我們正失去大量以后可資利用的資源；更重要的是，那將最終導(dǎo)致我們?nèi)祟愖约?，也像其他生物一樣，從這個(gè)星球上消失！從這個(gè)意義上說，保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己！(2)物種的概念及其命名法物種的概念物種即種（Species）。不同專業(yè)的生物學(xué)家對(duì)物種的概念有不同的理解。分類學(xué)是依據(jù)表型特征識(shí)別和區(qū)分生物的基本單位?，F(xiàn)代遺傳學(xué)則把物種定義為：物種是一個(gè)具有共同基因庫、與其他類群有生殖隔離的群體。生態(tài)學(xué)家則認(rèn)為，物種是生態(tài)系統(tǒng)中的功能單位，不同物種占有不同的生態(tài)位。 對(duì)物種問題爭(zhēng)論的焦點(diǎn)歸納起來主要有兩點(diǎn)：一是把種定義為形態(tài)結(jié)構(gòu)相似的個(gè)體群，把物種分為形態(tài)學(xué)種和分類學(xué)種；二是強(qiáng)調(diào)種間生殖隔離的機(jī)制。種的命名瑞典植物學(xué)家林奈在他的自然系統(tǒng)（Systema Naturae,1786年）中制定了生物學(xué)名二命名法（binomial nomenclature），即屬名加種名。屬名在前，種名在后。屬名是名詞，第一個(gè)字需大寫；種名是形容詞，是限制屬名的，故小寫。在種名之后還應(yīng)加上定名者的姓氏或其縮寫。 （2） 分類方法和等級(jí)在自然分類系統(tǒng)中，分類學(xué)家將生物劃分為自高而低的7個(gè)階元，它們的順序是：界（kingdom）、門（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）和種（species）。 每一種生物都可以通過分類系統(tǒng)，依不同的分類階元，表示出它在生物界的分類地位，反映該種生物的分類屬性以及與其他生物之間的親緣關(guān)系。如人（Homo sapiens,L）：動(dòng)物界(Animalia)脊索動(dòng)物門(Chordata)脊椎動(dòng)物亞門(Vertebrata)哺乳動(dòng)物綱(Mammalia)真獸亞綱(Eutheria)靈長(zhǎng)目(Primates)類人猿亞目(Anthropoidea)人科(Homonidae)人屬(Homo)人種(sapienes)(3)生物的分界1、分界的演化古希臘Aristotle首次把生物分為動(dòng)物和植物兩大界。 德國生物學(xué)家海克爾（E.Haeckel）于1886年提出三界學(xué)說：植物界（Plantae）、動(dòng)物界（Animalia）和原生生物界(Protista）。 2、三主干學(xué)說 20世紀(jì)70年代以來多用保守的核糖體小亞單位（small subunit rRNA）ssrRNA（原核為16S，真核為18S）的序列進(jìn)行比較，并將所得到的數(shù)據(jù)再用計(jì)算機(jī)分析，由此再建立起分子系統(tǒng)樹。 1980年生物學(xué)家提出了生物進(jìn)化系的三主干學(xué)說。在三主干中，除了真核生物主群外，原本視為一個(gè)整體的原核生物被分為古細(xì)菌主群（Archaebacteria）和真細(xì)菌主群(Eubacetria）。 1990年，Woese進(jìn)一步提出將古細(xì)菌的后綴去掉，稱之為Archaea（古核），擬與真核、原核相對(duì)應(yīng)。這個(gè)研究結(jié)果和根據(jù)表型比較而建立的系統(tǒng)大部分是相符的，現(xiàn)在已被多數(shù)人所接受。以下是一些簡(jiǎn)單的分類方法：三界系統(tǒng)：植物（plantae）動(dòng)物（animalia）原生生物（protista）五界系統(tǒng)：原核生物總界真核生物總界：植物（plantae）動(dòng)物（animalia）真菌（fungi）原生生物（protista）六界系統(tǒng)：無細(xì)胞生物總界、原核生物總界、真核生物總界2、生物類群（1）引言現(xiàn)在常用的生物分界系統(tǒng)是三主干六界的分界學(xué)說。三主干是真核生物、真細(xì)菌和古細(xì)菌。 （2）病毒1892年，俄國生物學(xué)家伊凡諾夫斯基(Dmitri Iwanovsky)發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒(tobocco mosaic virus, TMV)，1935年得到該病毒的結(jié)晶。1、病毒形態(tài)virus泛指成熟的或不成熟的各種病毒。病毒不具有細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)，它僅僅由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成。 在自然界中病毒種類很多，已知約1000多種，形態(tài)多樣。 上圖為病毒形態(tài)2、病毒特征（1）體積微小 病毒的大小差異很大，絕大多數(shù)是介于10300nm之間，通常只能用電子顯微鏡才能觀察到。 （2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 絕大多數(shù)病毒僅由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成，核酸在內(nèi)，蛋白質(zhì)（衣殼）在外；核酸只能是RNA或DNA中的一種，不可兩者兼有。3、病毒結(jié)構(gòu)病毒的蛋白質(zhì)衣殼（capsid）由數(shù)量不等、相同或不相同的亞單位構(gòu)成，每個(gè)亞單位即為衣殼體或粒子（capsomere），衣殼體按一定規(guī)律排列，使各種病毒具有不同的形態(tài) 。 圖為病毒的典型結(jié)構(gòu)(3)真細(xì)菌界1.細(xì)菌細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌的形態(tài)大致上可分為球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）三種。一般球狀細(xì)菌的直徑約0.5m，桿狀長(zhǎng)約0.5-5m。細(xì)菌的結(jié)構(gòu)細(xì)菌共有的結(jié)構(gòu)稱一般結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核區(qū)等；非共有的結(jié)構(gòu)稱為特殊結(jié)構(gòu)，如鞭毛、菌毛、莢膜、芽孢等。 細(xì)菌的細(xì)胞壁主要成分是含N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid）的肽聚糖（peptidoglycan），成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 細(xì)胞壁的主要功能有：固定細(xì)胞外形；協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)；細(xì)菌細(xì)胞壁可阻攔相對(duì)分子質(zhì)量超過800的抗生素透入。 (3)細(xì)菌的繁殖細(xì)菌一般以無性二分裂方式進(jìn)行繁殖。在適宜的條件下，大部分細(xì)菌繁殖迅速，如大腸桿菌在最合適的條件下，每分裂1次，只約需12.520min。2.藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）(1)藍(lán)細(xì)菌特點(diǎn)a、藍(lán)細(xì)菌與細(xì)菌有相似之處 。 b、藍(lán)細(xì)菌與真核藻類相似而與細(xì)菌有不同的特征 。 藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu) 藍(lán)細(xì)菌的基本類型 有單細(xì)胞體、群體類型。 (4)古細(xì)菌界1.嗜熱細(xì)菌嗜熱細(xì)菌只有在高溫下才能良好地生長(zhǎng)。迄今為止已分離出50多種嗜熱細(xì)菌。在這些細(xì)菌中有一種最抗熱的菌株（Phyolobous fumarii），在105繁殖率最高，甚至在高達(dá)113也能增殖。 2.嗜鹽細(xì)菌它能在極端地鹽環(huán)境下生長(zhǎng)和繁殖，特別是在天然地鹽湖和太陽蒸發(fā)鹽池中生存。而與環(huán)境中鹽類接觸的鹽桿菌，其細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)需要有高濃度的氯化鈉才能發(fā)揮作用。(5)真菌界真菌大多數(shù)是由分支或不分支地菌絲、菌絲體構(gòu)成。 藻菌門 子囊菌門 擔(dān)子菌門 半知菌門地衣門 （6）植物界低等植物這是一類沒有根、莖、葉分化和沒有胚的植物類群，以藻類（algae）為主。裸藻裸藻多數(shù)是無細(xì)胞壁，有鞭毛，能自由運(yùn)動(dòng)的單細(xì)胞植物，約1000種。 甲藻約2000種，大多有纖維素外殼，光合作用產(chǎn)物為淀粉。染色體上有組蛋白。 褐藻和紅藻它們分別由于色素體是褐色和紅色而得名。除淡水中有少數(shù)紅藻外，褐藻和紅藻均是海生，它們的體型、生殖方式均類似，但紅藻生殖細(xì)胞無鞭毛。 綠藻分布范圍廣，大多數(shù)生于淡水，海生種類較少。綠藻約有8000種，350個(gè)屬。 高等植物高等植物產(chǎn)生出了一系列適應(yīng)陸地生活的特征。苔蘚植物門（Bryophyta）苔蘚植物是高等植物中最簡(jiǎn)單、最低等的一類，大多數(shù)生活在水邊和陰暗之處。蘚類植物最常見的是葫蘆蘚（Funaria hygrometrica Hedw），為雌雄同株，雌雄生殖器官分別生長(zhǎng)在不同的枝上。蕨類植物門（Pteridophyta）蕨類植物比苔蘚植物進(jìn)化特征突出，孢子體發(fā)達(dá)，配子體退化，有明顯的根莖分化，出現(xiàn)了較原始的維管組織。種子植物門 裸子植物亞門（Gymnopermae）裸子植物的特征 孢子體特別發(fā)達(dá)，均為多年生木本，多數(shù)為單軸分枝的高大喬木。孢子葉集聚成球果狀，稱孢子葉球。 裸子植物的類群及代表種 裸子植物是比較古老的植物類群，出現(xiàn)在34.539.5億年前，歷經(jīng)地史氣候的重大變化，裸子植物隨之發(fā)生變化和更替?，F(xiàn)有800多種，我國約有236種。 被子植物亞門被子植物是植物界中最高級(jí)的一類，自新生代以來，它們便統(tǒng)治著地球，成為植物界的優(yōu)勢(shì)類群。 被子植物的進(jìn)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、雌蕊群構(gòu)成。 被子植物的分類及代表種 被子植物分為兩個(gè)綱：雙子葉植物綱（Dicotyledoneae）和單子葉植物綱（Monocotyledoneae）。被子植物約有300多科，8000多屬，如桃、胡桃、蓮、楓楊等。 （7）動(dòng)物界動(dòng)物系統(tǒng)經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)化歷程，生活在今天地球上的動(dòng)物大約有150萬種。 原生動(dòng)物門（Protozoa）原生動(dòng)物是最原始和最低等的動(dòng)物類群。它們多數(shù)是單細(xì)胞生物，極少數(shù)是由幾個(gè)或多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成群體。 多孔動(dòng)物門（Porifera）多孔動(dòng)物又稱海綿動(dòng)物（Spongia），是多細(xì)胞動(dòng)物中最原始最低等的類群，一般營固著生活。 腔腸動(dòng)物門（Coelenterata）腔腸動(dòng)物是真正的二胚層多細(xì)胞后生動(dòng)物，如水螅（Hydra）。腔腸動(dòng)物的主要特征 第一，輻射對(duì)稱。 第二，有兩胚層。 第三，有組織分化。腔腸動(dòng)物的生殖方式包括無性生殖和有性生殖。無性生殖最普遍的是出芽生殖。有性生殖在其生殖期產(chǎn)生精巢和卵巢，雌雄同體。 腔腸動(dòng)物的分類腔腸動(dòng)物約9000種以上，分為三個(gè)綱：水螅綱（Hydrozoa）， 缽水母綱（Scyphozoa）， 珊瑚綱（Anthozoa）。扁形動(dòng)物門（Platyhelminthes）扁形動(dòng)物包括渦蟲、日本血吸蟲、牛絳蟲等。扁形動(dòng)物的進(jìn)化特征第一，兩側(cè)對(duì)稱。第二，三胚層出現(xiàn)。第三，器官系統(tǒng)分化。扁形動(dòng)物分類扁形動(dòng)物約有7000種，分3個(gè)綱：渦蟲綱（Turbellaria）、吸蟲綱（Trematoda）和絳蟲綱（Cestoioda）。線形動(dòng)物門（Nemathelminthes）線形動(dòng)物是一大類群，在動(dòng)物系統(tǒng)進(jìn)化上，出現(xiàn)了一個(gè)進(jìn)步性的特征，即假體腔（primarycoelom），如人蛔蟲（Ascaris lumbricoides）。 環(huán)節(jié)動(dòng)物門（Annelida）環(huán)節(jié)動(dòng)物包括各種蚯蚓、沙蠶、螞蟥等。環(huán)節(jié)動(dòng)物在動(dòng)物系統(tǒng)進(jìn)化上具有重要意義。環(huán)節(jié)動(dòng)物的進(jìn)化特征第一，身體出現(xiàn)分節(jié)現(xiàn)象（metamerism），這是高等無脊椎動(dòng)物的一個(gè)重要標(biāo)志。然而環(huán)節(jié)動(dòng)物的分節(jié)，仍屬原始分節(jié)現(xiàn)象。第二，環(huán)節(jié)動(dòng)物出現(xiàn)了真體腔（coelom），真體腔是由中胚層分化出來的，由壁體腔膜和臟體腔膜圍繞而成，因而體壁和腸壁都有發(fā)達(dá)的肌肉。 第三，環(huán)節(jié)動(dòng)物器官系統(tǒng)較完善。環(huán)節(jié)動(dòng)物分類多毛綱（Polychaeta）， 寡毛綱（Oligochaeta）， 蛭綱（Hirudinca）。軟體動(dòng)物門（Mollusca）軟體動(dòng)物的數(shù)量?jī)H次于節(jié)肢動(dòng)物，約有10萬種。 節(jié)肢動(dòng)物門（Arthropoda）節(jié)肢動(dòng)物是動(dòng)物界中數(shù)量最多的一類無脊椎動(dòng)物，占動(dòng)物界動(dòng)物總數(shù)150萬種的84，約126萬種，其中昆蟲又占節(jié)肢動(dòng)物的94，約118萬種，故以昆蟲的特征為例介紹節(jié)肢動(dòng)物的主要特征。節(jié)肢動(dòng)物（昆蟲）的特征 第一，異律分節(jié)的高度發(fā)展。 第二，體被幾丁質(zhì)蛋白質(zhì)復(fù)合體的外骨骼。 第三，附肢分節(jié)并有關(guān)節(jié)。節(jié)肢動(dòng)物分類節(jié)肢動(dòng)物分為3個(gè)亞門7綱：有鰓亞門（Branchiata） 有螯亞門（Chelicerata）， 有氣管亞門（Tracheata）。棘皮動(dòng)物門（Echinodermata）棘皮動(dòng)物門包括海星、海膽、海參、海百合等動(dòng)物，這是一個(gè)相當(dāng)特殊的類群，雖然數(shù)量不多，但在進(jìn)化上有其獨(dú)特的意義。棘皮動(dòng)物的進(jìn)化特征 第一，首次出現(xiàn)由中胚層起