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1、第二章 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（2）物种的概念及其命名法（3）分类方法和等级（4）生物的分界2、生物类群（1）引言（2）病毒（3
2、）真细菌界（4）古细菌界（5）真菌界（6）植物界（7）动物界思考题,(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。1、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
3、脊椎动物 500,000 种共有 5,000,000-30,000,000 种 2、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。,3、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
4、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。全球每分钟：损失耕地40公顷、损失森林21公顷、11公顷良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85万吨；有300个婴儿出生；有28人死于环境污染.近400年里，已记录到有484万种动物灭绝，随着世界人口的爆炸，经济的发展，物种灭绝的速度还要加快。专家预计：从1990年到2015年，世界
5、上将有60万到240万种生命灭绝！1999年国际植物大会上,动物学家和植物学家指出,人类活动破坏了地球将近一半的陆地,正导致自然界的动植物加速走向灭绝,如果这种情况持续下去,估计下世纪后半叶,将有三分之一至三分之二的物种从地球上消失。地球正逐渐失去保证人类生活素质能力。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
6、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,1.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。如果两个物种以相似的方式利用同一有限的资源和能源，它们必定会发生竟争和相互排斥，其中必定有一个获得相对的胜利；如果一个物种的种内发生变异，占据了多个生态位，那么从生态学的角度看，就意味
7、着新种的生成。陈世骧认为：种是由种群所组成的生殖单元，在自然界占有一定的生境，在系谱上代表一定的分支。这个定义包括种的四个标准：种群组成、生殖隔离、生境地位和系谱分支，是一个广泛接受的较为完善的定义。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。,2.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
8、之后还应加上定名者的姓氏或其缩写。例如狼的学名应是Canis lupus Linne；人的学名：Homo sapiens,L。生物学名是用拉丁文写的，因为拉丁文是当时欧洲文化界流行的书面文字，文字较固定，变化较小。对于亚种一般采用三名法（trinomial nomenclature），即在种名之后再加上一个亚种名，如尖音库蚊淡色亚种（淡色库蚊）为Culex pipieus pallens Coquillet（1898）。,（3）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
9、（family）、属（genus）和种（species）。上述7个阶元是最基本的，必要时还可以在某一等级之前增设一个“超级”（super-）或在之后增加一个“亚级”（sub-），如超纲（superclass）、亚纲（subclass）等。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(Anth
10、ropoidea)人科(Homonidae)人属(Homo)人种(sapienes),（4）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。林奈也把生物分为两界。两界系统比较简便，但不能反映生物界的复杂性和进化关系。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）。原生生物界包含单细胞的生物、一些简单多细胞动物和植物。1969年魏特克（Whittaker R.H.）提出了五界分系统。他首先根据核膜结构有无，将生物分为原核生物和真核生物两大类。原核生物为一界。
11、真核生物根据细胞多少进一步划分，由单细胞或多细胞组成的某些生物归入原生生物界（Kingdom Protista）。余下的多细胞真核生物又根据它们的营养类型分为植物界（Kingdom Plantae），光合自养；真菌界（Kingdom Fungi），腐生异养；动物界（Kingdom Animalia），异养。五界系统虽然能反映出生物间的亲缘关系和进化历程，但仍不够完善。R.H.Whittaker五界系统,R.H.Whittaker五界系统,2、三主干学说在分子分类学研究中，常用不同生物的同源蛋白质分子（如细胞色素c等）一级结构进行比较，然后根据这些分子中氨基酸差异状况再建立起生物进化系谱。但是由
12、于这些蛋白质分子往往只存在于较高等生物中，而且实验操作也较麻烦，因此从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。然而，许多生活在极端环境中（高温、高盐、高压、极端酸或碱）的古细菌（Archaebacteria），在生理、生化及分子机制方面与真细菌（如E.coli）之间却存在着巨大的差异，为此许多学者对把生物分为原核和真核两大类的合理性提出了疑问。从20世纪70年代中期开始沃尔斯（）和福克斯（）在分析了古细菌ssrRNA序列之后，并注意到古细
13、菌的一些表型特征：细胞壁不含胞壁酸（muramic acid）；质膜中富含四醚酯；rRNA的Tc环没有胸苷；RNA聚合酶亚基特殊等之后，认为古细菌应当从原核生物中独立出来。1980年他们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）
14、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。古细菌主群算一界，是三主群中最小的，大约有数十种到数百种。真细菌主群也算一界，它包括古细菌以外的所有的原核生物。真核生物主群最庞大，它包括原生生物、真菌、植物和动物四界。原生生物为单细胞或多细胞（如粘菌）真核生物，它常被分解到植物界和动物界中讲授。,（2）病毒,
15、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。病毒是不是生物，长期以来一直存在争议，在各种分界系统中都没有病毒分类地位。但是人们一直又是把病毒当作重要的生物进行研究。因此有人称病毒是分子生物。在自然界中病毒种类很多，已知约1000多种，形态多样。病毒特征：体积微小、结构简单、严格的专性细胞内寄生，不能在一般培养基中生活。图2-2-1是病毒的一些常见形态，有球形、杆状、蝌蚪
16、状、弹状等。,图 2-2-1 病毒形态,图2-2-2 病毒的典型结构,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。最大的病毒如牛痘病毒，体积为300nm*250nm，可勉强用光学显微镜观察。（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）严格的专性细胞内寄生，不能在一般培养基中生活。（4）对抗生素不敏感。,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
17、壳体按一定规律排列，使各种病毒具有不同的形态（见图2-2-1）。每个病毒的核酸只含有一个DNA分子或一个RNA分子（基因组），DNA和RNA分子或为单链，或为双链。为双链DNA有疱疹病毒、痘病毒等；单链DNA有细小病毒等；双链RNA有呼吸肠弧病毒等；单链RNA有烟草花叶病病毒、脊髓灰白质病毒等。根据所含核酸不同，可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒两类。如果根据病毒所寄生的细胞不同，又可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒两类。如果根据病毒所寄生的细胞不同，又可将病毒分为动物病毒、植物病毒和噬菌体三类。,（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
18、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。图2-3-1 细菌结构图,图2-3-1 细菌结构图,a、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。G+（革兰氏阳性）细胞壁结构以金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aurcus）为代表，其肽聚糖层厚约2080nm，约40层左右。G-（革兰氏阴性）细菌细胞壁的结构以大肠杆菌为代表，它的肽聚糖含量占细胞壁的10%，一般由12
19、层构成，在细胞壁上的厚度仅有23nm。古细菌的细胞壁不含肽聚糖。G+和G-细菌细胞壁成分的另一差别是磷壁酸（teichoicacid），它为G+细菌细胞壁所特有，而G-细菌细胞壁特有的成分却是指多糖。细胞壁的主要功能有：固定细胞外形；协助鞭毛运动；保护细胞免受外力的损伤，G+细菌细胞壁可抵御1515.92533.1kPa（1525个大气压），G-细菌为506.61013.3kPa（510个大气压）；阻拦有害物质进入细胞。细菌细胞壁可阻拦相对分子质量超过800的抗生素透入。,b、细菌细胞的特殊结构荚膜 在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质成为荚膜（capsule）。荚膜的主要成分为多糖
20、，包括纯多糖（葡萄糖、纤维素）、杂多糖、肽多糖、多肽和蛋白质。其具体组分因细菌种类而有差异。荚膜的主要功能是保护细菌免受严重缺水的损害；对某些致病细菌而言，可保护自身免受寄主白细胞吞噬；充当贮存营养物，以备营养缺乏时利用；通过荚膜或有关构造可以使菌体附着于适当的物体表面。鞭毛（flegellum）它是细胞质膜的衍生物，其数目从一根到菌体周身均有；鞭毛具有运动功能。G+和G-菌鞭毛结构不同，主要表现在鞭毛基体（basal body）结构上，如大肠杆菌（G-菌）的鞭毛基体是由四个盘状物构成，分别为L环、P环、S环和M环；而G+菌却只有S环和M环。菌毛（pillus）G-菌多有菌毛，G+菌中仅少数有
21、之。菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两种。普通菌毛长约0.31.0m，细菌通过菌毛可牢固地粘附在寄主器官细胞的受体上，如淋病奈氏球菌（Neisseria gonorrhoeae）是淋病的病原菌。性菌毛即F菌毛，F+菌可与F-菌结合，通过性菌毛F+菌携带的性因子（质粒）复制的副本可以进入F-菌中。芽孢 某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体称为芽孢（endospore，内孢子）。芽孢具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压的能力。肉毒梭菌的孢子在100沸水中，经过5.09.5h才被杀死；到121时，平均要经过10min才能被杀死。少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌（Ba
22、cillus thuringensis）在形成芽孢过程中同时形成伴孢晶体。伴孢晶体属碱溶性蛋白晶体，为内毒素，该毒素对200多种昆虫有毒杀作用。,(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、蓝细菌与细菌相似之处 蓝细菌曾称蓝藻。蓝细菌没有核膜，核物质只是一个环状双链DNA分子。蓝细菌的细胞结构与G-细菌十分相似。细胞壁分为内外两层，外层为脂多糖，内层为肽聚糖。在细胞内含有与细菌相同的70S核糖体。能进行光合作用，但光合色素为叶绿素a，与光合细菌的光
23、合色素不同。蓝细菌体内没有叶绿体。蓝细菌与细菌一样没有任何细胞器。b、蓝细菌与真核藻类相似而与细菌不同的特征 蓝细菌的细胞壁也含有纤维素，细胞内进行光合作用的部位称类囊体，类囊体膜上含有叶绿素、-胡萝卜素以及与光合电子传递链有关的组分。藻胆蛋白为类囊体所特有，其功能是吸收光能，并把它转移到光系统中，而叶绿素a则在光系统中发挥作用。,蓝细菌的形态结构a、蓝细菌的基本类型 有单细胞体、群体类型。群体由一条或多条单细胞排列成串的或丝状体构成，其中有的为单条不分枝，有的具假分枝，有的具多分枝，还有的许多菌丝共同包埋在胶质包被中，形成胶群体。b、蓝细菌的细胞特化形式 蓝细胞是较典型的原核细胞。蓝细菌还有
24、几种特化的细胞，较重要的有异形（heterocyst）、厚壁孢子（akinete）。在丝状体中大约每隔10个细胞有一个异形胞。其特征是壁厚、色浅，适应于在有氧条件下进行固氮，它不含藻胆蛋白，只存在光合系统，不能产生氧气，但能产生ATP，异形胞与邻近的营养细胞间有厚壁孔道相连，这些孔道有利于“光合细胞”和“固氮细胞”间物质交流。厚壁孢子是一种长在蓝细菌细胞链中间或末端的特化细胞，壁厚、色深，具有抵御不良环境的作用。,（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
25、率最高，甚至在高达113也能增殖。深海极端嗜热和产甲烷细菌，备受人们关注，因为它位于生命进化系统树的根部附近，对它进行深入研究，可能有助于我们弄清世界上最早的细胞是如何生存的问题。有人认为嗜热细菌生存的极限温度可能是150，若超过这一温度，无论哪种生命形式都不可避免地使维持DNA和其他重要的生命大分子完整性的化学键遭到破坏。PCR（多聚酶链反应）中所使用的Taq酶就是从T.aquaticus嗜热细菌中分离到。最近又从Pyrococcus furiosus分离一种Pfu聚合酶取代了Taq酶，Pfu酶在100时能最好地发挥作用。,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
26、蒸发盐池中生存。由渗透势原理可知，高盐溶液中的细胞将失去更多的水分，成为脱水细胞。而嗜盐细菌可产生大量的内溶质或保留从外部取得溶质的方式来维持自身的生存，如嗜盐杆菌（Halobacterium salinarum）在其细胞质内浓缩了高浓度氯化钾，其中有一种酶只有在高浓度的氯化钾中，才有活性，才能发挥其功能。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。真菌的共同特征是：体内无叶绿素和其他荧光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有机物，只能靠腐食性或吸收营养方式取得碳源，能源和其他营养物质；细胞贮藏的养
27、料是肝糖元而不是淀粉。真菌细胞一般都有细胞壁，细胞壁的主要成分是几丁质（Chitin）（低等真菌多为纤维素）。有记载的真菌约12万种。根据真菌的形态结构，繁殖方式及细胞壁的化学成分分为四个门：藻菌门，属低等真菌；子囊菌门、担子菌门属高等真菌；半知菌门是一类尚未发现有性生殖过程的高等真菌。藻菌门（Phycomycetes），约有1500多种。本门主要特征是菌体为单细胞或由无隔多核的菌丝所组成。如常见的葡枝根霉（R.Siolonifer(Ehenbex.Fr)Vuill）、制腐乳的总状毛霉等。子囊菌门（Ascomycetes）是真菌中最大的一门高等真菌，约35000种，主要特征是除少数原始种类为单
28、细胞类型外，都是由有横隔的菌丝组成的菌丝体。例如酵母菌、红色面包霉、赤霉、冬虫夏草等。担子菌门（Basidiomycetes）是高等真菌中的一类，约25000余种，主要特征是有担子（basidium），它能产生担孢子（basidiospores），每个担子上通常生长4个担孢子。最常见的有各种蘑菇、木耳、锈病菌等。担子菌没有单细胞类型，都是由多细胞的菌丝体组成的有机体。菌丝均有横膈膜。,半知菌门（Deuteromycetes），约25000种，绝大多数种类为有隔菌丝组成的菌丝体，仅发现它们以分生孢子进行繁殖，尚未发现其有性生殖过程；有些种类仅发现菌丝，连分生孢子也未发现，故名半知菌。半知菌绝大多
29、数是腐生，约1/3是寄生在人、动物和植物体内，可引起疾病，如人的头癣、灰指甲、脚癣（香港脚）等均是由半知菌类的菌株引起的。半知菌代表如曲霉、青霉、木霉等。青霉产生青霉素；黄青霉主要寄生在玉米、小麦等主要粮食作物上，产生的霉素可致小白鼠肝细胞癌变；黄曲霉产生黄曲霉素，可引发肝癌。地衣门，地衣是真菌中的子囊菌和绿藻或蓝细菌的共生体，两者紧密结合，使地衣表现为单一的植物体。真菌依靠藻类或蓝细菌光合作用制造的有机物为养料；而藻类或蓝细菌得到真菌的支持和保护，并且真菌还可以从分化岩石中吸收微量元素。,（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
30、数是无细胞壁，有鞭毛，能自由运动的单细胞植物，约1000种。藻体前端有胞口（Cytostome）和狭长的胞咽（Cytopharynx），胞咽下部的膨大部分为储蓄泡（reservoir），储蓄泡周围有1至多个伸缩泡（contractile vacuole），鞭毛13根。细胞内有许多载色体，内含叶绿素a、b，-胡萝卜素和三种叶黄素，如眼虫（Euglena），能进行光合作用，细胞内贮存物为裸藻淀粉。裸藻的无色类型营腐生生活，或为动物营养方式，吞食固体食物。眼虫的某些种类在休眠期分泌大量多糖形成“包囊”。,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。甲藻大量繁殖后，集中于
31、海平面，使大面积海水变成红色或灰褐色，造成“赤潮”。由于甲藻数量庞大，不仅与海洋生物争夺氧气，还分泌毒素使海洋生物中毒，故赤潮危害严重。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，有藻胆素（与蓝细菌同），表明红藻和蓝细菌的亲缘关系较近；而褐藻和绿藻生殖细胞都有鞭毛。褐藻中的海带、鹿角菜、裙带菜、马尾菜，红藻中的紫菜、石花菜都可食用。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。主要代表有单细胞类型的衣藻（Chlamydomonas），群体类型有团藻（Volvox），小
32、球藻（Chlorella）、（海生）石莼（Ulua）等。,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。它们属过渡性的陆生植物，由于没有维管组织，缺乏长距离输送物质和水分的能力，所以植物体矮小。植物体有假根和类似茎叶的分化。在苔藓植物的生命周期中有明显的世代交替现象。我们经常见到的苔藓植物体是单倍性（n）的配子体，配子体在世代交替中占优势，二倍性（2n）的孢子体寄生在配子体上。苔藓植物门可分为苔纲和藓纲两个纲。苔类植物的代表事地钱（Marchantia polymorpha L）。藓类植物
33、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。由于出现了物质运输系统因而进一步适应了陆地生活的环境，在地球上曾出现过高大的植物体，统治着地球。煤多由原始蕨类植物形成。维管组织主要由木质部和韧皮部构成。木质部中含有运输水分的管胞或导管分子，韧皮部中含有运输无机盐和养料的筛胞或筛管。蕨类植物的生殖仍较原始，仍由配子体产生精子器和颈卵器。精子有鞭毛，受精作用仍要借助水。配子体独立生活一段时间后
34、枯萎。子囊长在叶的背面、腹面或叶腋间，带有孢子囊的叶称孢子叶（sporophy）。某些蕨还出现了大小孢子，因而出现了大小孢子囊和大小孢子叶的区别。孢子叶聚生在茎顶端形成了孢子叶球（strobilus），这为以后花的产生奠定了基础。,种子植物门种子植物的结构已经完全适应了陆地干旱的生活环境。种子植物的进化特征：a.孢子体发达；b.精子通过花粉管输送到卵子附近，即受精过程已完全摆脱了对外界水环境的依赖；c.都有种子；d.都有胚乳，储藏着供胚发育的营养。这些特征使种子可以渡过各种不良环境，保证了种族的繁衍。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
35、轴分枝的高大乔木。孢子叶集聚成球果状，称孢子叶球。孢子叶球通常是单性，同株或异株。小孢子叶（雄蕊）聚生成小孢子叶球（雄球花），每个小孢子叶下面生有贮满小孢子（花粉）的小孢子囊（花粉囊）；大孢子叶（心皮）丛生，聚生成大孢子叶球（雌球花），胚珠裸露，不为大孢子所形成的心皮包被，大孢子常变态为珠鳞（松柏类）、珠领（银杏）和羽状大孢子叶（苏铁），而被子植物的珠被则被心皮所包被，这是裸子植物和被子植物重要的区别。裸子植物保留着颈卵器，传粉时花粉直到胚珠，1个雌配子体上的几个或多个颈卵器，其中卵细胞如同时受精，则形成多胚；如1个受精卵，在发育过程中，由胚原组织分裂为几个胚，这样形成的多胚称裂生多胚现象。裸
36、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，老的种类相继灭绝，新的种类陆续演化出来。现有800多种，我国约有236种。分为苏铁纲（Cycadopsida）、银杏纲（Ginkgopsida）、松柏纲（Coniferopsida）、紫杉纲（Taxopsida）、买麻藤纲（Gneropsida）。,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。现知被子植物有1万多属，约20多万种，占植物总数的一半。我国有2700多属，约3万种。被子植物能有如此众多的种类，和极
37、其广泛的适应性，这与它们的结构复杂和完善是分不开的，尤其是它们的生殖器官的结构和生殖过程，提供了它们适应、抵御各种环境的内在条件，使它们在生存竞争、自然选择的矛盾斗争中，不断产生新的变异，产生新的物种。被子植物的进化特征 a.具有真正的花。典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群构成。花的各部分在数量上、形态上有着极其多样的变化，以适应于虫媒、风媒、鸟媒或水媒传粉。b.有雌蕊。雌蕊由心皮组成，包括子房、花柱和柱头。胚珠包藏在子房内，得到子房的保护。子房受精后发育成为果实。c.具有双受精现象。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
38、物纲（Monocotyledoneae）。被子植物约有300多科，8000多属，如桃、胡桃、莲、枫杨等。而多为草本的菊科是被子植物中最大的科，又是双子植物中进化地位最高的类群，这是由于它们可适应寒冷气候；花的构造适应于异化传粉；果实外结构十分有利于借助风力、生物等广为传布，如总苞上带刺的苍耳，果实上端生有冠毛的蒲公英，有的种类则带有倒钩刺冠毛等。,（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。一般将动物界分为34个门，在此我们仅介绍主要的、在进化上占主线的门类。,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
39、数是单细胞生物，极少数是由几个或多个细胞构成群体。原生动物的细胞是真核细胞，具有细胞的结构特征，如细胞膜、细胞质、细胞核及其他细胞器。原生动物的细胞又是一个完整的生命体，具有多细胞生物表现出的生命功能，如从环境种吸取营养、呼吸、排泄、生殖，能够对外界的刺激产生反应等。这些功能是细胞或由细胞特化而成的细胞器来完成的。原生动物约有50000种，其中约有20000种为化石种。原生动物分为4个纲：鞭毛虫纲（Mastigophora）、肉足虫纲（Sarcodina）、孢子虫纲（Sporozoa）、纤毛虫纲（Ciliata）。,多孔动物门（Porifera）多孔动物又称海绵动物（Spongia），是多细胞
40、动物中最原始最低等的类群，一般营固着生活。无固定体形，只有细胞分化，没有真正的组织，如白枝海绵（Leucosolenia）。海绵动物的体壁由内、外两层细胞和其间的中胶层（mesoglea）组成，有许多入水孔与体内特有的水沟系统相通。体壁内层主要是具鞭毛的领细胞（choanocyte），由于鞭毛的摆动，使水循着入水孔进入体内，以获取食物和由入水孔排出代谢废物。整个动物体壁大都由骨针和海绵丝支持。水沟系是海绵动物所特有的，它在固着动物生活的取食、排泄等方面起着重要作用。多孔动物虽是多细胞动物中最原始的类群，但它们却是动物系统进化的一个侧支。,腔肠动物门（Coelenterata）腔肠动物是真正的二
41、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。薮枝螅有明显的世代交替，这是动物中少有的特征。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），单个或群体，生活史中多有水螅型和水母型，如水螅和薮枝螅（Obelia）。钵水母纲（Scyphozoa），多为大型水母,如海月水母（Aurelia）、海蜇（Rhopilema esculentum）。珊瑚纲（Anthozoa），只有水螅型世代，大多数
42、具有发达的石灰质骨骼，如海葵（Metridium），各种石珊瑚。,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）。人蛔虫营肠内寄生，身体表面覆盖着角质
43、层，体内器官退化，生殖器官特别发达，雌雄异体。,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），如沙蚕，海产，有发达的头部和疣足，雌雄异体，发育经过担轮幼虫期。寡毛纲（Oligochaeta），如环毛
44、蚓，无疣足而有刚毛，有生殖带，雌雄同体，发育经过担轮幼虫期。蛭纲（Hirudinca），如蛭，亦叫蚂蟥，无疣足无刚毛，体节数目固定，身体前后端有吸盘，营寄生或半寄生生活。,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，为动物界中第二大类群，包括各种螺类、蚌类、乌贼、章鱼等。软体动物虽然在外形上差别很大，但主要形态结构基本相同。内脏结构较环节动物复杂，但在进化特征上没有明显的进步。从胚胎发育角度分析，软体动物也经过担轮幼虫期，说明软体动物和环节动物两者亲缘关系极为密切。软体动物经济意义较大，绝大多数种类可供食用。有的软体动物可以作药用，如鲍鱼的贝壳是中药石决明，乌贼的
45、内骨骼是海螵蛸。珍珠既可入药，又是名贵装饰品。有些软体动物对人类有害，凿船贝（Teredo）严重危害海中木船和木质建筑，蜗牛是田园、果树和农作物害虫，钉螺等是寄生虫的中间寄主。,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。第四，横纹肌发达，能迅速收缩。第五，开管式血液循环。第六，体壁内陷形成气管作为呼吸器官。第七，排泄系
46、统由肠壁向外突起而形成。第八，神经系统和感觉器官发达。第九，绝大多数属雌雄异体，体内受精。,节肢动物分类节肢动物分为3个亚门7纲：有鳃亚门（Branchiata），大部分水生，少部分陆生，用鳃呼吸。包括三叶虫纲和甲壳纲。三叶虫纲已灭绝。有螯亚门（Chelicerata），大部分陆生，少数水生。包括肢口纲（Merostomata），海产。有气管亚门（Tracheata），大部分陆生，少数水生。主要包括珠形纲、多足纲和昆虫纲。,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
47、一，首次出现由中胚层起源的真（内）骨。第二，在胚胎发育过程中，胚胎期的胚孔形成肛门，在胚孔的另一端形成口，故称后口。第三，真体腔发达，且一部分真体腔形成特殊的水管系统。第四，成体是五辐射对称，器官也是按该体制排列，但棘皮动物幼体是两侧对称，也就是说棘皮动物的五辐射对称是在进化过程中适应海栖生活形成的次生现象，故和腔肠动物的原始辐射对称是完全不同的。第五，多数为雌雄异体，少数为雌雄同体，有胚胎发育过程中经过的幼虫阶段与半索动物的幼虫相似，表明棘皮动物是向着脊索动物进化过程中的无脊索动物。,棘皮动物的分类约有5300种，全部为海中底栖生物，分为海星纲（Asteroidea）；海蛇尾纲（Ophiur
48、oidea），腕细长者如阳遂足（Amphiura）；海胆纲(Echinoidea），无腕，骨骼形成坚固的球形，如马粪海胆（Hemicentrotuspulcherrimus）等；海百合纲（Crinoidea），以柄固着营永久性或暂时固着生活，有5或5倍数的辐射羽状腕，如小羽枝（Oligometra chinensis）。此外还有海参纲（Holothuroidea），没有互相关联的骨板，骨片小，分散在皮肤内，长筒形，口周围管足变成触手。,半索动物门（Hemichordata）是动物界中数量较少的类群之一，代表动物柱头虫。它是动物系统上一个独特的门类。进化特征 第一，有鳃裂，鳃裂（gill sli
49、ts）是从本门动物开始出现的较高等的进化特征。第二，背神经索中有狭窄的空隙出现，可能与高等脊索动物的中空背神经管同源。第三，有口索（stomochord），口腔中前端背面伸至吻基部的一条短盲管。大量研究表明，口索和脊索既不同功也不同源，故此类动物为半索动物。分类地位虽然柱头虫有许多脊索动物的特征，但它仍是无脊索动物，且通过对生化成分测定，与棘皮动物亲缘关系更近，故它是无脊索动物向脊索动物过渡的无脊索动物。,(十一)脊索动物门（Chordata）脊索动物是动物界中最高等的一类动物，脊索动物的共同特征有：第一，脊索（notochord）。脊索是动物身体背部起支持作用的一条棒状支柱，位于消化道背面，
50、神经管的腹面，有弹性而不分节。脊索内部含富有液泡的细胞，外面围有厚的、由结缔组织构成的脊索鞘。第二，背神经管（dorsal tubular nerve cord）。中空的背神经管位于脊索的背面，起源于外胚层。脊椎动物的神经管前部膨大形成脑，脑以后的神经管发育成脊髓。神经管内腔在成体脑中形成脑室，在脊髓中成为中管。第三，鳃裂（gill slits）。鳃裂是咽部两侧一系列成对的裂缝，与外界相通，是水生脊索动物的呼吸器官。第四，心脏在腹面，闭馆式循环系统（尾索动物除外）。无脊椎动物若有心脏则在背面。脊索动物现在约有50000种，分为尾索动物亚门、头索动物亚门和脊椎动物亚门。尾索动物和头索动物通称原索
