第二章生命的多樣性

1、第二章生命的多樣性 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（2）物種的概念及其命名法（3）分類方法和等級（4）生物的分界2、生物類群（1）引言（2）病毒（3

2、）真細(xì)菌界 （4）古細(xì)菌界（5）真菌界（6）植物界（7）動物界思考題(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。1、物種多樣性地球上的生命是豐富多彩的：從非常小的一個病毒到重達(dá)150噸的大鯨魚；從慢性子的蝸牛到每小時能奔跑90公里的獵豹；植物借助于風(fēng)、水和動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種脊椎動物500,

3、000種共有5,000,000-30,000,000種2、遺傳多樣性世界上所有生命既能保持自己物種的繁衍，又能使每一個個體都表現(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長鏈上就有10萬個基因，它記錄了我們祖先的密碼。大自然用了幾十億年的時間，建造起如此浩繁、精致和復(fù)雜的基因，任何一個物種的絕滅，都會帶走它獨(dú)特的基因，令我們永遠(yuǎn)地遺憾。3、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

4、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，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。全球每分鐘：損失耕地40公頃、損失森林21公頃、11公頃良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85萬噸；有300個嬰兒出生；有28人死于環(huán)境污染.近400年里，已記錄到有484萬種動物滅絕，隨著世界人口的爆炸，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物種滅絕的速度還要加快。專家預(yù)計：從1990年到2015年，世界上將有60萬到240萬種生命滅絕！1

5、999年國際植物大會上,動物學(xué)家和植物學(xué)家指出,人類活動破壞了地球?qū)⒔话氲年懙?正導(dǎo)致自然界的動植物加速走向滅絕,如果這種情況持續(xù)下去,估計下世紀(jì)后半葉,將有三分之一至三分之二的物種從地球上消失。地球正逐漸失去保證人類生活素質(zhì)能力。一個基因可能關(guān)系到一種生物的興衰，一個物種可能影響一個國家的經(jīng)濟(jì)命脈，一個生態(tài)系統(tǒng)可能改變一個地區(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)祟愖约海蚕衿渌镆粯?/p>

6、，從這個星球上消失！從這個意義上說，保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己?。?）物種的概念及其命名法 1.物種的概念 物種即種（species）。不同專業(yè)的生物學(xué)家對物種的概念有不同的理解。 分類學(xué)是依據(jù)表型特征識別和區(qū)分生物的基本單位。現(xiàn)代遺傳學(xué)則把物種定義為：物種是一個具有共同基因庫、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。如果兩個物種以相似的方式利用同一有限的資源和能源，它們必定會發(fā)生竟?fàn)幒拖嗷ヅ懦?，其中必定有一個獲得相對的勝利；如果一個物種的種內(nèi)發(fā)生變異，占據(jù)了多個生態(tài)位，那么從生態(tài)學(xué)的角度看，就意味著新種的生成。陳世驤認(rèn)為：種是由種

7、群所組成的生殖單元，在自然界占有一定的生境，在系譜上代表一定的分支。這個定義包括種的四個標(biāo)準(zhǔn)：種群組成、生殖隔離、生境地位和系譜分支，是一個廣泛接受的較為完善的定義。 對物種問題爭論的焦點(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。 2.種的命名 瑞典植物學(xué)家林奈在他的自然系統(tǒng)（systemanaturae,1786年）中制定了生物學(xué)名二命名法（binomialnomenclature），即屬名加種名。屬名在前，種名在后。屬名是名詞，第一個字需大寫；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。

8、例如狼的學(xué)名應(yīng)是canislupuslinne；人的學(xué)名：homosapiens,l。生物學(xué)名是用拉丁文寫的，因?yàn)槔∥氖钱?dāng)時歐洲文化界流行的書面文字，文字較固定，變化較小。對于亞種一般采用三名法（trinomialnomenclature），即在種名之后再加上一個亞種名，如尖音庫蚊淡色亞種（淡色庫蚊）為culexpipieuspallenscoquillet（1898）。 （3）分類方法和等級 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個階元，它們的順序是：界（kingdom）、門（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）和種（spec

9、ies）。上述7個階元是最基本的，必要時還可以在某一等級之前增設(shè)一個“超級”（super-）或在之后增加一個“亞級”（sub-），如超綱（superclass）、亞綱（subclass）等。 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（homosapiens,l）： 動物界(animalia)脊索動物門(chordata)脊椎動物亞門(vertebrata)哺乳動物綱(mammalia)真獸亞綱(eutheria)靈長目(primates)類人猿亞目(anthropoidea)人科(homonidae)人

10、屬(homo)人種(sapienes)（4）生物的分界 1、分界的演化、分界的演化 古希臘aristotle首次把生物分為動物和植物兩大界。林奈也把生物分為兩界。兩界系統(tǒng)比較簡便，但不能反映生物界的復(fù)雜性和進(jìn)化關(guān)系。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）、動物界（animalia）和原生生物界(protista）。原生生物界包含單細(xì)胞的生物、一些簡單多細(xì)胞動物和植物。1969年魏特克（whittakerr.h.）提出了五界分系統(tǒng)。他首先根據(jù)核膜結(jié)構(gòu)有無，將生物分為原核生物和真核生物兩大類。原核生物為一界。真核生物根據(jù)細(xì)胞多少進(jìn)一步劃分，由單細(xì)

11、胞或多細(xì)胞組成的某些生物歸入原生生物界（kingdomprotista）。余下的多細(xì)胞真核生物又根據(jù)它們的營養(yǎng)類型分為植物界（kingdomplantae），光合自養(yǎng)；真菌界（kingdomfungi），腐生異養(yǎng)；動物界（kingdomanimalia），異養(yǎng)。五界系統(tǒng)雖然能反映出生物間的親緣關(guān)系和進(jìn)化歷程，但仍不夠完善。 r.h.whittaker五界系統(tǒng) r.h.whittaker五界系統(tǒng) 2、三主干學(xué)說、三主干學(xué)說 在分子分類學(xué)研究中，常用不同生物的同源蛋白質(zhì)分子（如細(xì)胞色素c等）一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，然后根據(jù)這些分子中氨基酸差異狀況再建立起生物進(jìn)化系譜。但是由于這些蛋白質(zhì)分子往往只存在于較

12、高等生物中，而且實(shí)驗(yàn)操作也較麻煩，因此從20世紀(jì)70年代以來多用保守的核糖體小亞單位（smallsubunitrrna）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)再用計算機(jī)分析，由此再建立起分子系統(tǒng)樹。然而，許多生活在極端環(huán)境中（高溫、高鹽、高壓、極端酸或堿）的古細(xì)菌（archaebacteria），在生理、生化及分子機(jī)制方面與真細(xì)菌（如e.coli）之間卻存在著巨大的差異，為此許多學(xué)者對把生物分為原核和真核兩大類的合理性提出了疑問。從20世紀(jì)70年代中期開始沃爾斯（c.r.woese）和?？怂梗╣.e.fox）在分析了古細(xì)菌ssrrna序列之后，并注意到古細(xì)菌

13、的一些表型特征：細(xì)胞壁不含胞壁酸（muramicacid）；質(zhì)膜中富含四醚酯；rrna的tc環(huán)沒有胸苷；rna聚合酶亞基特殊等之后，認(rèn)為古細(xì)菌應(yīng)當(dāng)從原核生物中獨(dú)立出來。1980年他們提出了生物進(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、原核相對應(yīng)。這個研究結(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。 以下是一些簡單的分類方法： 三界系統(tǒng)三界系統(tǒng)： 植物（plan

14、tae）動物（animalia）原生生物（protista） 五界系統(tǒng)五界系統(tǒng)： 原核生物總界 真核生物總界：植物（plantae）動物（animalia）真菌（fungi）原生生物（protista） 六界系統(tǒng)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。古細(xì)菌主群算一界，是三主群中最小的，大約有數(shù)十種到數(shù)百種。真細(xì)菌主群也算一界，它包括古細(xì)菌以外的所有的原核生物。真核生物主群最龐大，它包括原生生物、真菌、植物和動物四界。原生生物為單細(xì)胞或多細(xì)胞（如粘菌）真核生物，它常被分解到植物

15、界和動物界中講授。（2）病毒 1892年，俄國生物學(xué)家伊凡諾夫斯基(dmitriiwanovsky)發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒(toboccomosaicvirus,tmv)，1935年得到該病毒的結(jié)晶。 1、病毒形態(tài)、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。病毒是不是生物，長期以來一直存在爭議，在各種分界系統(tǒng)中都沒有病毒分類地位。但是人們一直又是把病毒當(dāng)作重要的生物進(jìn)行研究。因此有人稱病毒是分子生物。在自然界中病毒種類很多，已知約1000多種，形態(tài)多樣。病毒特征：體積微小、結(jié)構(gòu)簡單、嚴(yán)格的專性細(xì)胞內(nèi)寄生，不能在一般培養(yǎng)基中生活。圖2-2-1是

16、病毒的一些常見形態(tài)，有球形、桿狀、蝌蚪狀、彈狀等。圖2-2-1病毒形態(tài)圖2-2-2病毒的典型結(jié)構(gòu) 2、病毒特征、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。最大的病毒如牛痘病毒，體積為300nm*250nm，可勉強(qiáng)用光學(xué)顯微鏡觀察。（2）結(jié)構(gòu)簡單絕大多數(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）嚴(yán)格的專性細(xì)胞內(nèi)寄生，不能在一般培養(yǎng)基中生活。（4）對抗生素不敏感。 3、病毒結(jié)構(gòu)、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，每個亞

17、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)（見圖2-2-1）。每個病毒的核酸只含有一個dna分子或一個rna分子（基因組），dna和rna分子或?yàn)閱捂湥驗(yàn)殡p鏈。為雙鏈dna有皰疹病毒、痘病毒等；單鏈dna有細(xì)小病毒等；雙鏈rna有呼吸腸弧病毒等；單鏈rna有煙草花葉病病毒、脊髓灰白質(zhì)病毒等。根據(jù)所含核酸不同，可將病毒分為dna病毒和rna病毒兩類。如果根據(jù)病毒所寄生的細(xì)胞不同，又可將病毒分為dna病毒和rna病毒兩類。如果根據(jù)病毒所寄生的細(xì)胞不同，又可將病毒分為動物病毒、植物病毒和噬菌體三類。（3）真細(xì)菌界 1.細(xì)菌細(xì)菌 細(xì)菌的形態(tài) 細(xì)菌的形態(tài)

18、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。 圖2-3-1細(xì)菌結(jié)構(gòu)圖圖2-3-1細(xì)菌結(jié)構(gòu)圖 a、細(xì)菌的細(xì)胞壁 主要成分是含n-乙酰胞壁酸（n-acetylmuramicacid）的肽聚糖（peptidoglycan），成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。g+（革蘭氏陽性）細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)以金黃色葡萄球菌（staphylococcusaurcus）為代表，其肽聚糖層厚約2080nm，約40層左右。g-（革蘭氏陰性）細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)以大腸桿菌為

19、代表，它的肽聚糖含量占細(xì)胞壁的10%，一般由12層構(gòu)成，在細(xì)胞壁上的厚度僅有23nm。古細(xì)菌的細(xì)胞壁不含肽聚糖。g+和g-細(xì)菌細(xì)胞壁成分的另一差別是磷壁酸（teichoicacid），它為g+細(xì)菌細(xì)胞壁所特有，而g-細(xì)菌細(xì)胞壁特有的成分卻是指多糖。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；保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷，g+細(xì)菌細(xì)胞壁可抵御1515.92533.1kpa（1525個大氣壓），g-細(xì)菌為506.61013.3kpa（510個大氣壓）；阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)菌細(xì)胞壁可阻攔相對分子質(zhì)量超過800的抗生素透入。b、細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)莢膜在某些細(xì)菌細(xì)胞壁外存在著一層厚度不定的膠狀物質(zhì)成為

20、莢膜（capsule）。莢膜的主要成分為多糖，包括純多糖（葡萄糖、纖維素）、雜多糖、肽多糖、多肽和蛋白質(zhì)。其具體組分因細(xì)菌種類而有差異。莢膜的主要功能是保護(hù)細(xì)菌免受嚴(yán)重缺水的損害；對某些致病細(xì)菌而言，可保護(hù)自身免受寄主白細(xì)胞吞噬；充當(dāng)貯存營養(yǎng)物，以備營養(yǎng)缺乏時利用；通過莢膜或有關(guān)構(gòu)造可以使菌體附著于適當(dāng)?shù)奈矬w表面。鞭毛（flegellum）它是細(xì)胞質(zhì)膜的衍生物，其數(shù)目從一根到菌體周身均有；鞭毛具有運(yùn)動功能。g+和g-菌鞭毛結(jié)構(gòu)不同，主要表現(xiàn)在鞭毛基體（basalbody）結(jié)構(gòu)上，如大腸桿菌（g-菌）的鞭毛基體是由四個盤狀物構(gòu)成，分別為l環(huán)、p環(huán)、s環(huán)和m環(huán)；而g+菌卻只有s環(huán)和m環(huán)。菌毛（pi

21、llus）g-菌多有菌毛，g+菌中僅少數(shù)有之。菌毛可分為普通菌毛和性菌毛兩種。普通菌毛長約0.31.0m，細(xì)菌通過菌毛可牢固地粘附在寄主器官細(xì)胞的受體上，如淋病奈氏球菌（neisseriagonorrhoeae）是淋病的病原菌。性菌毛即f菌毛，f+菌可與f-菌結(jié)合，通過性菌毛f+菌攜帶的性因子（質(zhì)粒）復(fù)制的副本可以進(jìn)入f-菌中。芽孢某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，可在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形的抗逆性休眠體稱為芽孢（endospore，內(nèi)孢子）。芽孢具有極強(qiáng)的抗熱、抗輻射、抗化學(xué)藥物和抗靜水壓的能力。肉毒梭菌的孢子在100沸水中，經(jīng)過5.09.5h才被殺死；到121時，平均要經(jīng)過10min才能被殺死

22、。少數(shù)芽孢桿菌，如蘇云金芽孢桿菌（bacillusthuringensis）在形成芽孢過程中同時形成伴孢晶體。伴孢晶體屬堿溶性蛋白晶體，為內(nèi)毒素，該毒素對200多種昆蟲有毒殺作用。 (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）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)菌相似之處藍(lán)細(xì)菌曾稱藍(lán)藻。藍(lán)細(xì)菌沒有核膜，核物質(zhì)只是一個環(huán)狀雙鏈dna分子。藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與g-細(xì)菌十分相似。細(xì)胞壁分為內(nèi)外兩層，外層為脂多糖，內(nèi)層為肽聚糖。在細(xì)胞內(nèi)含有與細(xì)菌相同的70s核糖體

23、。能進(jìn)行光合作用，但光合色素為葉綠素a，與光合細(xì)菌的光合色素不同。藍(lán)細(xì)菌體內(nèi)沒有葉綠體。藍(lán)細(xì)菌與細(xì)菌一樣沒有任何細(xì)胞器。 b、藍(lán)細(xì)菌與真核藻類相似而與細(xì)菌不同的特征藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞壁也含有纖維素，細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用的部位稱類囊體，類囊體膜上含有葉綠素、-胡蘿卜素以及與光合電子傳遞鏈有關(guān)的組分。藻膽蛋白為類囊體所特有，其功能是吸收光能，并把它轉(zhuǎn)移到光系統(tǒng)中，而葉綠素a則在光系統(tǒng)中發(fā)揮作用。 藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu) a、藍(lán)細(xì)菌的基本類型有單細(xì)胞體、群體類型。群體由一條或多條單細(xì)胞排列成串的或絲狀體構(gòu)成，其中有的為單條不分枝，有的具假分枝，有的具多分枝，還有的許多菌絲共同包埋在膠質(zhì)包被中，形成膠群體。 b、藍(lán)

24、細(xì)菌的細(xì)胞特化形式藍(lán)細(xì)胞是較典型的原核細(xì)胞。藍(lán)細(xì)菌還有幾種特化的細(xì)胞，較重要的有異形（heterocyst）、厚壁孢子（akinete）。在絲狀體中大約每隔10個細(xì)胞有一個異形胞。其特征是壁厚、色淺，適應(yīng)于在有氧條件下進(jìn)行固氮，它不含藻膽蛋白，只存在光合系統(tǒng)，不能產(chǎn)生氧氣，但能產(chǎn)生atp，異形胞與鄰近的營養(yǎng)細(xì)胞間有厚壁孔道相連，這些孔道有利于“光合細(xì)胞”和“固氮細(xì)胞”間物質(zhì)交流。厚壁孢子是一種長在藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞鏈中間或末端的特化細(xì)胞，壁厚、色深，具有抵御不良環(huán)境的作用。（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。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

25、（phyolobousfumarii），在105繁殖率最高，甚至在高達(dá)113也能增殖。深海極端嗜熱和產(chǎn)甲烷細(xì)菌，備受人們關(guān)注，因?yàn)樗挥谏M(jìn)化系統(tǒng)樹的根部附近，對它進(jìn)行深入研究，可能有助于我們弄清世界上最早的細(xì)胞是如何生存的問題。有人認(rèn)為嗜熱細(xì)菌生存的極限溫度可能是150，若超過這一溫度，無論哪種生命形式都不可避免地使維持dna和其他重要的生命大分子完整性的化學(xué)鍵遭到破壞。pcr（多聚酶鏈反應(yīng)）中所使用的taq酶就是從t.aquaticus嗜熱細(xì)菌中分離到。最近又從pyrococcusfuriosus分離一種pfu聚合酶取代了taq酶，pfu酶在100時能最好地發(fā)揮作用。 2.嗜鹽細(xì)菌 它能

26、在極端地鹽環(huán)境下生長和繁殖，特別是在天然地鹽湖和太陽蒸發(fā)鹽池中生存。由滲透勢原理可知，高鹽溶液中的細(xì)胞將失去更多的水分，成為脫水細(xì)胞。而嗜鹽細(xì)菌可產(chǎn)生大量的內(nèi)溶質(zhì)或保留從外部取得溶質(zhì)的方式來維持自身的生存，如嗜鹽桿菌（halobacteriumsalinarum）在其細(xì)胞質(zhì)內(nèi)濃縮了高濃度氯化鉀，其中有一種酶只有在高濃度的氯化鉀中，才有活性，才能發(fā)揮其功能。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。真菌的共同特征是：體內(nèi)無葉綠素和其他熒光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有機(jī)物，只能靠腐食性或吸收營養(yǎng)

27、方式取得碳源，能源和其他營養(yǎng)物質(zhì)；細(xì)胞貯藏的養(yǎng)料是肝糖元而不是淀粉。真菌細(xì)胞一般都有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的主要成分是幾丁質(zhì)（chitin）（低等真菌多為纖維素）。有記載的真菌約12萬種。根據(jù)真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)，繁殖方式及細(xì)胞壁的化學(xué)成分分為四個門：藻菌門，屬低等真菌；子囊菌門、擔(dān)子菌門屬高等真菌；半知菌門是一類尚未發(fā)現(xiàn)有性生殖過程的高等真菌。藻菌門（phycomycetes），約有1500多種。本門主要特征是菌體為單細(xì)胞或由無隔多核的菌絲所組成。如常見的葡枝根霉（r.siolonifer(ehenbex.fr)vuill）、制腐乳的總狀毛霉等。子囊菌門（ascomycetes）是真菌中最大的一門高等真菌

28、，約35000種，主要特征是除少數(shù)原始種類為單細(xì)胞類型外，都是由有橫隔的菌絲組成的菌絲體。例如酵母菌、紅色面包霉、赤霉、冬蟲夏草等。擔(dān)子菌門（basidiomycetes）是高等真菌中的一類，約25000余種，主要特征是有擔(dān)子（basidium），它能產(chǎn)生擔(dān)孢子（basidiospores），每個擔(dān)子上通常生長4個擔(dān)孢子。最常見的有各種蘑菇、木耳、銹病菌等。擔(dān)子菌沒有單細(xì)胞類型，都是由多細(xì)胞的菌絲體組成的有機(jī)體。菌絲均有橫膈膜。 半知菌門（deuteromycetes），約25000種，絕大多數(shù)種類為有隔菌絲組成的菌絲體，僅發(fā)現(xiàn)它們以分生孢子進(jìn)行繁殖，尚未發(fā)現(xiàn)其有性生殖過程；有些種類僅發(fā)現(xiàn)菌絲

29、，連分生孢子也未發(fā)現(xiàn)，故名半知菌。 半知菌絕大多數(shù)是腐生，約1/3是寄生在人、動物和植物體內(nèi)，可引起疾病，如人的頭癬、灰指甲、腳癬（香港腳）等均是由半知菌類的菌株引起的。半知菌代表如曲霉、青霉、木霉等。青霉產(chǎn)生青霉素；黃青霉主要寄生在玉米、小麥等主要糧食作物上，產(chǎn)生的霉素可致小白鼠肝細(xì)胞癌變；黃曲霉產(chǎn)生黃曲霉素，可引發(fā)肝癌。 地衣門，地衣是真菌中的子囊菌和綠藻或藍(lán)細(xì)菌的共生體，兩者緊密結(jié)合，使地衣表現(xiàn)為單一的植物體。真菌依靠藻類或藍(lán)細(xì)菌光合作用制造的有機(jī)物為養(yǎng)料；而藻類或藍(lán)細(xì)菌得到真菌的支持和保護(hù)，并且真菌還可以從分化巖石中吸收微量元素。（6）植物界 低等植物低等植物 這是一類沒有根、莖、葉分

30、化和沒有胚的植物類群，以藻類（algae）為主。 裸藻裸藻 裸藻多數(shù)是無細(xì)胞壁，有鞭毛，能自由運(yùn)動的單細(xì)胞植物，約1000種。藻體前端有胞口（cytostome）和狹長的胞咽（cytopharynx），胞咽下部的膨大部分為儲蓄泡（reservoir），儲蓄泡周圍有1至多個伸縮泡（contractilevacuole），鞭毛13根。細(xì)胞內(nèi)有許多載色體，內(nèi)含葉綠素a、b，-胡蘿卜素和三種葉黃素，如眼蟲（euglena），能進(jìn)行光合作用，細(xì)胞內(nèi)貯存物為裸藻淀粉。裸藻的無色類型營腐生生活，或?yàn)閯游餇I養(yǎng)方式，吞食固體食物。眼蟲的某些種類在休眠期分泌大量多糖形成“包囊”。 甲藻甲藻 約2000種，大多有纖

31、維素外殼，光合作用產(chǎn)物為淀粉。染色體上有組蛋白。甲藻大量繁殖后，集中于海平面，使大面積海水變成紅色或灰褐色，造成“赤潮”。由于甲藻數(shù)量龐大，不僅與海洋生物爭奪氧氣，還分泌毒素使海洋生物中毒，故赤潮危害嚴(yán)重。 褐藻和紅藻褐藻和紅藻 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，有藻膽素（與藍(lán)細(xì)菌同），表明紅藻和藍(lán)細(xì)菌的親緣關(guān)系較近；而褐藻和綠藻生殖細(xì)胞都有鞭毛。褐藻中的海帶、鹿角菜、裙帶菜、馬尾菜，紅藻中的紫菜、石花菜都可食用。 綠藻綠藻 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個屬。

32、主要代表有單細(xì)胞類型的衣藻（chlamydomonas），群體類型有團(tuán)藻（volvox），小球藻（chlorella）、（海生）石莼（ulua）等。 高等植物高等植物 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（苔蘚植物門（bryophyta） 苔蘚植物是高等植物中最簡單、最低等的一類，大多數(shù)生活在水邊和陰暗之處。它們屬過渡性的陸生植物，由于沒有維管組織，缺乏長距離輸送物質(zhì)和水分的能力，所以植物體矮小。植物體有假根和類似莖葉的分化。在苔蘚植物的生命周期中有明顯的世代交替現(xiàn)象。我們經(jīng)常見到的苔蘚植物體是單倍性（n）的配子體，配子體在世代交替中占優(yōu)勢，二倍性（2n）的孢子體寄生在配子體

33、上。苔蘚植物門可分為苔綱和蘚綱兩個綱。苔類植物的代表事地錢（marchantiapolymorphal）。蘚類植物最常見的是葫蘆蘚（funariahygrometricahedw），為雌雄同株，雌雄生殖器官分別生長在不同的枝上。 蕨類植物門（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。由于出現(xiàn)了物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)因而進(jìn)一步適應(yīng)了陸地生活的環(huán)境，在地球上曾出現(xiàn)過高大的植物體，統(tǒng)治著地球。煤多由原始蕨類植物形成。維管組織主要由木質(zhì)部和韌皮部構(gòu)成。木質(zhì)部中含有運(yùn)輸水分的管胞或?qū)Ч芊肿?，韌皮部中含有運(yùn)輸無機(jī)鹽和養(yǎng)料

34、的篩胞或篩管。蕨類植物的生殖仍較原始，仍由配子體產(chǎn)生精子器和頸卵器。精子有鞭毛，受精作用仍要借助水。配子體獨(dú)立生活一段時間后枯萎。子囊長在葉的背面、腹面或葉腋間，帶有孢子囊的葉稱孢子葉（sporophy）。某些蕨還出現(xiàn)了大小孢子，因而出現(xiàn)了大小孢子囊和大小孢子葉的區(qū)別。孢子葉聚生在莖頂端形成了孢子葉球（strobilus），這為以后花的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。種子植物門種子植物門種子植物的結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全適應(yīng)了陸地干旱的生活環(huán)境。種子植物的進(jìn)化特征：a.孢子體發(fā)達(dá)；b.精子通過花粉管輸送到卵子附近，即受精過程已完全擺脫了對外界水環(huán)境的依賴；c.都有種子；d.都有胚乳，儲藏著供胚發(fā)育的營養(yǎng)。這些特征使種子可

35、以渡過各種不良環(huán)境，保證了種族的繁衍。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。孢子葉球通常是單性，同株或異株。小孢子葉（雄蕊）聚生成小孢子葉球（雄球花），每個小孢子葉下面生有貯滿小孢子（花粉）的小孢子囊（花粉囊）；大孢子葉（心皮）叢生，聚生成大孢子葉球（雌球花），胚珠裸露，不為大孢子所形成的心皮包被，大孢子常變態(tài)為珠鱗（松柏類）、珠領(lǐng)（銀杏）和羽狀大孢子葉（蘇鐵），而被子植物的珠被則被心皮所包被，這是裸子植物和被子植物重要的區(qū)別。裸子植物保留著頸卵器，傳粉時花粉直到胚珠，1個雌配子體上的幾個或

36、多個頸卵器，其中卵細(xì)胞如同時受精，則形成多胚；如1個受精卵，在發(fā)育過程中，由胚原組織分裂為幾個胚，這樣形成的多胚稱裂生多胚現(xiàn)象。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，老的種類相繼滅絕，新的種類陸續(xù)演化出來。現(xiàn)有800多種，我國約有236種。分為蘇鐵綱（cycadopsida）、銀杏綱（ginkgopsida）、松柏綱（coniferopsida）、紫杉綱（taxopsida）、買麻藤綱（gneropsida）。 被子植物亞門 被子植物是植物界中最高級的一類，自新生代以來，它們便統(tǒng)治著地球，成為植物界

37、的優(yōu)勢類群?，F(xiàn)知被子植物有1萬多屬，約20多萬種，占植物總數(shù)的一半。我國有2700多屬，約3萬種。被子植物能有如此眾多的種類，和極其廣泛的適應(yīng)性，這與它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和完善是分不開的，尤其是它們的生殖器官的結(jié)構(gòu)和生殖過程，提供了它們適應(yīng)、抵御各種環(huán)境的內(nèi)在條件，使它們在生存競爭、自然選擇的矛盾斗爭中，不斷產(chǎn)生新的變異，產(chǎn)生新的物種。 被子植物的進(jìn)化特征a.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。花的各部分在數(shù)量上、形態(tài)上有著極其多樣的變化，以適應(yīng)于蟲媒、風(fēng)媒、鳥媒或水媒傳粉。b.有雌蕊。雌蕊由心皮組成，包括子房、花柱和柱頭。胚珠包藏在子房內(nèi)，得到子房的保護(hù)。子房受精后發(fā)

38、育成為果實(shí)。c.具有雙受精現(xiàn)象。 被子植物的分類及代表種被子植物分為兩個綱：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。而多為草本的菊科是被子植物中最大的科，又是雙子植物中進(jìn)化地位最高的類群，這是由于它們可適應(yīng)寒冷氣候；花的構(gòu)造適應(yīng)于異化傳粉；果實(shí)外結(jié)構(gòu)十分有利于借助風(fēng)力、生物等廣為傳布，如總苞上帶刺的蒼耳，果實(shí)上端生有冠毛的蒲公英，有的種類則帶有倒鉤刺冠毛等。（7）動物界 動物系統(tǒng)經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜，由低級到高級的進(jìn)化歷程，生活在今天地球上的動物大約有150萬種。一般將動物界分為

39、34個門，在此我們僅介紹主要的、在進(jìn)化上占主線的門類。 原生動物門（原生動物門（protozoa） 原生動物是最原始和最低等的動物類群。它們多數(shù)是單細(xì)胞生物，極少數(shù)是由幾個或多個細(xì)胞構(gòu)成群體。原生動物的細(xì)胞是真核細(xì)胞，具有細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征，如細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核及其他細(xì)胞器。原生動物的細(xì)胞又是一個完整的生命體，具有多細(xì)胞生物表現(xiàn)出的生命功能，如從環(huán)境種吸取營養(yǎng)、呼吸、排泄、生殖，能夠?qū)ν饨绲拇碳ぎa(chǎn)生反應(yīng)等。這些功能是細(xì)胞或由細(xì)胞特化而成的細(xì)胞器來完成的。 原生動物約有50000種，其中約有20000種為化石種。原生動物分為4個綱：鞭毛蟲綱（mastigophora）、肉足蟲綱（sarcodin

40、a）、孢子蟲綱（sporozoa）、纖毛蟲綱（ciliata）。 多孔動物門（多孔動物門（porifera） 多孔動物又稱海綿動物（spongia），是多細(xì)胞動物中最原始最低等的類群，一般營固著生活。無固定體形，只有細(xì)胞分化，沒有真正的組織，如白枝海綿（leucosolenia）。海綿動物的體壁由內(nèi)、外兩層細(xì)胞和其間的中膠層（mesoglea）組成，有許多入水孔與體內(nèi)特有的水溝系統(tǒng)相通。體壁內(nèi)層主要是具鞭毛的領(lǐng)細(xì)胞（choanocyte），由于鞭毛的擺動，使水循著入水孔進(jìn)入體內(nèi)，以獲取食物和由入水孔排出代謝廢物。整個動物體壁大都由骨針和海綿絲支持。水溝系是海綿動物所特有的，它在固著動物生活的取

41、食、排泄等方面起著重要作用。多孔動物雖是多細(xì)胞動物中最原始的類群，但它們卻是動物系統(tǒng)進(jìn)化的一個側(cè)支。 腔腸動物門（腔腸動物門（coelenterata） 腔腸動物是真正的二胚層多細(xì)胞后生動物，如水螅（hydra）。 腔腸動物的主要特征腔腸動物的主要特征第一，輻射對稱。第二，有兩胚層。第三，有組織分化。 腔腸動物的生殖方式腔腸動物的生殖方式 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。藪枝螅有明顯的世代交替，這是動物中少有的特征。 腔腸動物的分類腔腸動物的分類 腔腸動物約9000種以上，分為三個綱： 水螅綱（hydrozoa），單個或群體，生活

42、史中多有水螅型和水母型，如水螅和藪枝螅（obelia）。缽水母綱（scyphozoa），多為大型水母,如海月水母（aurelia）、海蜇（rhopilemaesculentum）。珊瑚綱（anthozoa），只有水螅型世代，大多數(shù)具有發(fā)達(dá)的石灰質(zhì)骨骼，如海葵（metridium），各種石珊瑚。 扁形動物門（扁形動物門（platyhelminthes） 扁形動物包括渦蟲、日本血吸蟲、牛絳蟲等。 扁形動物的進(jìn)化特征扁形動物的進(jìn)化特征 第一，兩側(cè)對稱。第二，三胚層出現(xiàn)。第三，器官系統(tǒng)分化。 扁形動物分類扁形動物分類 扁形動物約有7000種，分3個綱：渦蟲綱（turbellaria）、吸蟲綱（trem

43、atoda）和絳蟲綱（cestoioda）。 線形動物門（線形動物門（nemathelminthes） 線形動物是一大類群，在動物系統(tǒng)進(jìn)化上，出現(xiàn)了一個進(jìn)步性的特征，即假體腔（primarycoelom），如人蛔蟲（ascarislumbricoides）。人蛔蟲營腸內(nèi)寄生，身體表面覆蓋著角質(zhì)層，體內(nèi)器官退化，生殖器官特別發(fā)達(dá)，雌雄異體。 環(huán)節(jié)動物門（環(huán)節(jié)動物門（annelida） 環(huán)節(jié)動物包括各種蚯蚓、沙蠶、螞蟥等。環(huán)節(jié)動物在動物系統(tǒng)進(jìn)化上具有重要意義。 環(huán)節(jié)動物的進(jìn)化特征環(huán)節(jié)動物的進(jìn)化特征 第一，身體出現(xiàn)分節(jié)現(xiàn)象（metamerism），這是高等無脊椎動物的一個重要標(biāo)志。然而環(huán)節(jié)動物的分節(jié)

44、，仍屬原始分節(jié)現(xiàn)象。 第二，環(huán)節(jié)動物出現(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)動物器官系統(tǒng)較完善。 環(huán)節(jié)動物分類環(huán)節(jié)動物分類 多毛綱（polychaeta），如沙蠶，海產(chǎn)，有發(fā)達(dá)的頭部和疣足，雌雄異體，發(fā)育經(jīng)過擔(dān)輪幼蟲期。 寡毛綱（oligochaeta），如環(huán)毛蚓，無疣足而有剛毛，有生殖帶，雌雄同體，發(fā)育經(jīng)過擔(dān)輪幼蟲期。 蛭綱（hirudinca），如蛭，亦叫螞蟥，無疣足無剛毛，體節(jié)數(shù)目固定，身體前后端有吸盤，營寄生或半寄生生活。 軟體動物門（軟體動物門（mollusca） 軟體動物的數(shù)量僅次于節(jié)肢動物，約

45、有10萬種，為動物界中第二大類群，包括各種螺類、蚌類、烏賊、章魚等。 軟體動物雖然在外形上差別很大，但主要形態(tài)結(jié)構(gòu)基本相同。內(nèi)臟結(jié)構(gòu)較環(huán)節(jié)動物復(fù)雜，但在進(jìn)化特征上沒有明顯的進(jìn)步。從胚胎發(fā)育角度分析，軟體動物也經(jīng)過擔(dān)輪幼蟲期，說明軟體動物和環(huán)節(jié)動物兩者親緣關(guān)系極為密切。軟體動物經(jīng)濟(jì)意義較大，絕大多數(shù)種類可供食用。有的軟體動物可以作藥用，如鮑魚的貝殼是中藥石決明，烏賊的內(nèi)骨骼是海螵蛸。珍珠既可入藥，又是名貴裝飾品。有些軟體動物對人類有害，鑿船貝（teredo）嚴(yán)重危害海中木船和木質(zhì)建筑，蝸牛是田園、果樹和農(nóng)作物害蟲，釘螺等是寄生蟲的中間寄主。 節(jié)肢動物門（節(jié)肢動物門（arthropoda） 節(jié)肢動

46、物是動物界中數(shù)量最多的一類無脊椎動物，占動物界動物總數(shù)150萬種的84，約126萬種，其中昆蟲又占節(jié)肢動物的94，約118萬種，故以昆蟲的特征為例介紹節(jié)肢動物的主要特征。 節(jié)肢動物（昆蟲）的特征節(jié)肢動物（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)。第四，橫紋肌發(fā)達(dá)，能迅速收縮。第五，開管式血液循環(huán)。第六，體壁內(nèi)陷形成氣管作為呼吸器官。第七，排泄系統(tǒng)由腸壁向外突起而形成。第八，神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官發(fā)達(dá)。第九，絕大多數(shù)屬雌雄異體，體內(nèi)受精。 節(jié)肢動物分類節(jié)肢動物分類 節(jié)肢動物分為3個亞門7綱： 有鰓亞門（branchiata），大部分水生，少部分陸生，用鰓呼吸。包括三葉蟲綱和甲殼綱。