生物多样性与保护.ppt

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1、一、生物多样性生物多样性生物多样性生物的分类系统生物的分类系统生物多样性的含义遗传信息多样性遗传信息多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性人类自身的多样性人类自身的多样性文化多样性文化多样性遗传信息多样性 种下遗传信息构成的多样性种下遗传信息构成的多样性 有多层次：有多层次：基因型基因型 染色体染色体 生物大分子生物大分子物种多样性物种多样性是一定空间范围物种的多样化程度。用数量丰富程度、差异性和分布频率来衡量。生物种的概念生物种的概念是生物基本的分类单元。种是形态、结是生物基本的分类单元。种是形态、结构、功能、发育特征和生态分布基本相同的一群生构、功能、发育特征和生态分布基本

2、相同的一群生物。物。自然条件下，同种生物结合可产生有生殖能力的后自然条件下，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，即生殖隔离。同种生物能产生有生殖能力的后代，即生殖隔离。同种生物具有共同的进化祖先，亲缘关系相近的种构成另一具有共同的进化祖先，亲缘关系相近的种构成另一个高一级的分类单元个高一级的分类单元。n 生物分类的阶层和双名法生物分类的阶层和双名法 LinnaeusLinnaeus创立的双名法：前一个词为属名，第一个创立的双名法：前一个词为属名，第一个字母大写，第二个词是种加词，全部小写

3、，属名和种字母大写，第二个词是种加词，全部小写，属名和种加词一般都用斜体。加词一般都用斜体。生命系统复杂性生命系统复杂性 人类基因组研究已经意识到多样性不能说明复杂性问题人类基因组研究已经意识到多样性不能说明复杂性问题 原来预期人类有原来预期人类有50,000个基因，现在发现只有个基因，现在发现只有35,000个个 进化链上进化链上“高级高级”与与“低级低级”的生物，与基因数并不对应：线虫的生物，与基因数并不对应：线虫Caenorhabditis,18,424;果蝇果蝇D.melanogaster,13,601;植物植物Arabidopsis,25,498 微观研究已经强调突出基因网络的研究，

4、并希望与生态学研究类比微观研究已经强调突出基因网络的研究，并希望与生态学研究类比生物的分类系统 Linnaeus将生物分为两界：植物界和动物界。1969年Whittaker提出根据生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异将全部生物分为五界。植物界 真菌界 动物界 原生生物界 原核生物界 二、葱郁的植物王国 植物的结构与功能和生活史植物的结构与功能和生活史 植物分类、系统发育与进化植物分类、系统发育与进化 植物运动植物运动 植物与人类植物与人类动物与植物的区别生物类别生物类别 植植 物物 动动 物物细胞构造细胞构造 有细胞壁有细胞壁 无细胞壁无细胞壁营养方式营养方式 大多数自养大多数自养 异异

5、 养养 生长和生长和 大多数植物生长大多数植物生长 各器官在胚胎内各器官在胚胎内 器官器官 和发育继续进行和发育继续进行 完全形成，生长、完全形成，生长、发生发生 可连续不断产生可连续不断产生 发育主要是体积发育主要是体积 方式方式 新器官和新组织新器官和新组织 增大与个体成熟增大与个体成熟 组 织X概念 形态结构相似、生理功能相同的细胞群形态结构相似、生理功能相同的细胞群X类型 分生组织分生组织 成熟组织成熟组织 原生分生组织原生分生组织 薄壁组织薄壁组织 初生分生组织初生分生组织 保护组织保护组织 次生分生组织次生分生组织 输导组织输导组织 顶端分生组织顶端分生组织 机械组织机械组织 居间

6、分生组织居间分生组织 分泌组织分泌组织 侧生分生组织侧生分生组织植物的结构与功能根形态直根系直根系须根系须根系支持根支持根植物的结构与功能根的变态贮藏根贮藏根 肉质直根肉质直根 萝卜、胡萝卜萝卜、胡萝卜 块块 根根 甘薯、大丽菊甘薯、大丽菊气生根气生根 支柱根支柱根 榕树榕树 攀援根攀援根 常春藤常春藤 呼吸根呼吸根 水松、红树水松、红树 寄生根寄生根 菟丝子菟丝子植物的结构与功能茎的形态特征有节和节间之分有节和节间之分在节上着生叶和芽在节上着生叶和芽在节上能开花结果在节上能开花结果植物的结构与功能茎的剖面结构单子叶植物茎双子叶植物茎表皮表皮基本基本组织组织维管束维管束表皮表皮维管束维管束皮层

7、皮层髓髓地上茎的变态类型地上茎的变态类型 叶状茎叶状茎 昙花、文竹、天冬草等昙花、文竹、天冬草等 茎卷须茎卷须 黄瓜、南瓜、葡萄等黄瓜、南瓜、葡萄等 枝枝 刺刺 山楂、皂荚等山楂、皂荚等 肉质茎肉质茎 仙人掌等仙人掌等地下茎的变态类型地下茎的变态类型 根状茎根状茎 竹、姜、莲等竹、姜、莲等 块块 茎茎 马铃薯等马铃薯等 球球 茎茎 荸荠、芋、慈菇等荸荠、芋、慈菇等 鳞鳞 茎茎 洋葱、水仙、百合等洋葱、水仙、百合等茎的变态植物的类群 植物的类型植物的类型 繁殖方式 维管束有无 胚的有无 进化级别 营养方式藻类植物 自养自养菌类植物 异养异养苔藓植物 自养自养蕨类植物 自养自养裸子植物 自养自养被

8、子植物 自养自养孢子植物孢子植物种子种子植物植物无无无无有有低等低等植物植物高等植物高等植物有有植物对人类的贡献为农牧业的发展提供饲料为农牧业的发展提供饲料为人类生活提供能源为人类生活提供能源 为人类提供纤维和建筑材料为人类提供纤维和建筑材料为人类提供药材为人类提供药材为人类提供文化基质为人类提供文化基质造纸原料造纸原料为人类固沙防风，调节气候及美化生活为人类固沙防风，调节气候及美化生活三、多姿的动物世界动物的类群动物的类群动物的生长、发育动物的生长、发育动物的行为动物的行为动物的类群动物界大约有150万种，根据结构水平分为：原生动物亚界 后生动物亚界原生动物亚界 原生动物都是单细胞或由单细胞

9、形成的群体动物，整个身体仅仅由一个细胞组成 分布很广 现存共约2万种特征动物的类群分类 鞭毛纲 肉足纲 孢子纲 纤毛纲大变形虫动物的类群肉足纲几种代表动物孢子虫生活史几种代表动物草履虫几种代表动物纤毛纲后生动物界 对称 卵裂 胚层 口和体腔分类的主要依据动物的类群后生动物主要门类 海绵动物门、腔肠动物门、扁形动物门、线形动物门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门、脊索动物门肠腔动物门代表动物水螅扁形动物门代表动物涡虫线形动物门代表动物蛔虫动物的类群环节动物门代表动物蚯蚓棉蝗虫节肢动物门代表动物棘皮动物门代表动物海星脊索动物门 特征 具脊索 具背神经管 具鳃裂 分类 头索动物亚门 尾

10、索动物亚门 脊椎动物亚门文昌鱼纲 目 圆口纲 鱼纲 两栖纲 爬行纲 鸟纲 哺乳纲分为动物的类群鱼 纲爬行纲动物的类群两栖纲树蛙动物的类群鸟纲猫头鹰动物的类群哺乳纲树猴动物的生长、发育 生殖过程 受精过程 胚胎发育 发育机制胚胎发育 卵裂期 囊胚期 原肠胚期 神经轴胚期 器官形成期动物的生长、发育囊胚囊胚原肠胚原肠胚外胚层外胚层表皮及其附属结构（毛发、指甲）脑和神经系统（感受器）内胚层内胚层胚胎肠道胚胎肠道消化道的上皮呼吸道的上皮（气管、支气管、肺上皮）腺体（肝和脾）其他：尿道和膀胱的上皮中胚层中胚层脊索肌肉（骨骼肌、平滑肌）循环系统（心脏、血管淋巴系统等）真皮（皮肤）的内层内脏器官的外膜排泄系

11、统（肾、输尿管）生殖系统（睾丸、卵巢、输卵管、子宫）胚胎的发育过程动物的行为 主要类型 行为的发生动物行为的主要类型 攻击行为 防御行为 繁殖行为 定向行为 社群行为与通讯 节律行为定向行为 化学定向 视觉定向 听觉定向类型蜜蜂的舞蹈动物的行为社群行为与通讯先天性定型行为后天性习得行为行为的发生先天性定型行为 趋性 反射 本能动物的行为后天性习得行为 印随学习 模仿学习 判断与推理动物的行为洞察学习动物的行为后天性习得行为动物的行为印随学习后天性习得行为四、神奇的微生物世界 微生物的概念微生物的概念 微生物的类群微生物的类群 微生物的特点微生物的特点球形杆形弧形螺旋形固体培养基上:菌落(col

12、ony)：指微生物细胞在一定条件下，在固体培养基表面形成的肉眼可见的微生物群体。若来自一个细胞，则为纯培养或称克隆(clone)。菌苔(lawn)：大量细菌的菌落连成一片。液体培养基上 均匀混浊；沉淀生长；表面生长。一、以能量来源分二、以可利用的营养物质分光能型：以光为能源；化能型：以物质氧化释放 的能量为能源；自养型：以无机物为碳源；异养型：以有机物为碳源。微生物的种类微生物的种类细菌的四种营养类型光能自养型光能异养型化能自养型化能异养型能源碳源光无机物光有机物有机物无机物物质氧化释放能量物质氧化释放能量二分裂法繁殖 (binary fission)：细胞增大，DNA复制；横隔形成；细胞分成

13、两个，DNA分别 进入子细胞；细胞分离。微生物的种类微生物的种类6.细菌的传统分类革兰氏阳性菌：经有机溶剂 脱色后，保持初染的紫色；革兰氏阴性菌：有机溶剂可脱去初染颜色。C.Gram 丹麦医生步骤：涂片固定；结晶紫初染1min；碘液媒染1min；95%乙醇脱色0.5min；番红复染1min。结果:阳性菌紫色；阴性菌红色。微生物的种类微生物的种类7.细菌的现代分类 真细菌 (eubacteria)原界：包括蓝细菌和 各种除古细菌以外的其他原核生物；古细菌（archaebacteria)原界：产甲烷菌、极端嗜盐菌和嗜酸嗜热菌。微生物的种类古细菌原界种类：产甲烷菌（methanogens)极端嗜盐菌

14、(extreme halophiles)嗜酸嗜热菌(thermoacidophiles)概念 病毒是一类既具有化学大分子属性和生物体的基本特征，又具有细胞外感染性颗粒和细胞内的繁殖性基因形式的十分独特的生物类群。特点个体极小不具细胞结构只有一种核酸类型严格活细胞内寄生复制的方式繁殖对抗生素不敏感 二.非细胞型生物病毒 微生物的种类基本形态球形廿面体对称杆形螺旋对称蝌蚪形复合对称1.病 毒 的 形 态微生物的种类线状双链DNA 乙肝表面抗原脂层（来自宿主细胞）乙肝核心抗原病毒基因编码的蛋白质核衣壳包膜乙肝病毒的形态特征微生物的种类吸附侵入生物合成装配释放2.病毒的繁殖过程微生物的种类侵入合成装配

15、乙肝病毒感染过程微生物的种类正常细胞转化为肿瘤细胞潜伏感染质粒正常细胞转化为肿瘤细胞有效感染持续感染潜伏感染病毒感染机体后的几种结果病毒细胞核微生物的种类个体最小，比面值最大 （比面值=面积/体积)比面值:假设人=1;大肠杆菌(E.coli)=300,000;有利于物质交换和能量、信息的交换；微生物一系列属性均与此特点密切相关。形态最简形态最简 代谢能力最强代谢能力最强 食谱最杂食谱最杂 繁殖最快繁殖最快 数量最多数量最多 分布最广分布最广 种类最多种类最多 变异最易变异最易微生物的特点个体最小生物界的普遍规律：某生物个体越小，其单位体重消耗的食物越多；3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；1克闪

16、绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖；微生物的特点 从无机物到有机物；从无毒物到有毒物；从结构简单到结构复杂的物质，微生物都能利用和降解。微生物的特点 大肠杆菌37培养在牛奶中，12.5 min即可分裂一次；一般培养液的菌浓度为108-109个/ml。微生物的特点如：万米深海的硫细菌；85公里高空的微生物；地层下128米和427米的沉 积岩中的细菌。微生物的特点 类型 低限 倾向种数 高限病毒与立克次氏体 1,217 1,217 1,217支原体 42 42 42细菌与放线菌 1,000 1,500 1,500蓝细菌 1,227 1,500 1,500藻类 1

17、5,051 23,100 23,100真菌 37,175 47,300 68,939原生动物 24,068 24,068 30,000总数 79,780 98,727 127,298据1972年统计微生物的特点 突变频率一般为10-510-10，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。如：流感病毒 此外，微生物还具有抗性最强、休眠最长、起源最早、发现最晚等特点。微生物的特点五、生物进化 生物进化的历程生物进化的历程 生物进化的证据植物运动生物进化的证据植物运动 生物进化理论生物进化理论生命起源模式原始气体冷凝汇流成海洋溅到岩石上的氨基酸聚合成肽链又重新回到水

18、中各种大分子进化成原核细胞和真核细胞火山爆发和闪电的能量使气体合成简单有机物生物进化的证据比较解剖学证据胚胎学证据细胞遗传学证据生物地理学证据生化与分子生物学证据比较解剖学证据同源器官（homologous organ）具有相同的胚胎发育历程痕迹器官（rudimentary organ）保留有祖先的遗传基础胚 胎 学 证 据脊脊椎椎动动物物胚胚胎胎外外形形比比较较鱼 蝾螈 龟 鸡 猪 牛 兔 人大猩猩大猩猩各种动物与人血红蛋白质各种动物与人血红蛋白质链氨基酸组成差异数链氨基酸组成差异数动物动物差异数差异数长臂猿长臂猿罗罗 猴猴狗狗牛牛白白 鼠鼠 袋袋 鼠鼠蛙蛙七鳃鳗七鳃鳗11252815253

19、72746家兔对人血清的抗血清与动物血清的滴定比值以对人血清的滴定值为家兔对人血清的抗血清与动物血清的滴定比值以对人血清的滴定值为100动物动物比值比值黑猩猩黑猩猩 大猩猩大猩猩长臂猿长臂猿狒狒狒狒蜘蛛猴蜘蛛猴狐猴狐猴食蚁兽食蚁兽猪猪979279755837178生化与分子生物学证据分子进化树细胞色素细胞色素c c分子进化树分子进化树（数字表示氨基（数字表示氨基酸的差异）酸的差异）向日葵向日葵蓖麻蓖麻芝麻芝麻豆豆小麦小麦猪、牛、羊猪、牛、羊兔兔人、猿人、猿猴猴企鹅企鹅鸡、鸭鸡、鸭龟龟金枪鱼金枪鱼鲤鲤七鳃鳗七鳃鳗面包霉面包霉酵母酵母担子菌担子菌牛蛙牛蛙子囊菌子囊菌蛾蛾蚕蚕果蝇果蝇锯蝇锯蝇鲨鲨生物

20、进化理论拉马克的获得性遗传学说达尔文的自然选择学说中性学说拉马克的获得性遗传学说用进废退获得性遗传达尔文的自然选择学说生物变异自然选择新种形成分子进化的中性学说1.生物分子水平的突变大多是中性的 中性突变2.中性突变通过遗传漂变在群体中固定下来 随机漂变3.生物进化速率由中性突变速率决定 分子进化速率分子进化工程 进化的必备因素 繁殖、突变、遗传 选择 试管中的分子进化试管中的分子进化Q 噬菌体是以RNA为遗传物质的，Q RNA+RNA复制酶+4种三磷酸核苷（NTP）可体外扩体外扩增增出大量的Q RNA。扩增扩增取少量取少量样品样品扩增扩增取少量取少量样品样品Q RNARNA复制酶NTP大量新的Q RNAQ RNARNA复制酶NTPQ RNARNA复制酶NTP大量新的Q RNA试管中的分子进化试管中的分子进化每次扩增时间愈来愈短，导致扩增出来的Q RNA分子愈来愈小，转移74次后，出现了分子量最小、复制最快的变异型（新的一种 Q 噬菌体RNA，用它感染细菌后可得到一种新的Q 噬菌体）