生命科学概论

杨期和 肖建华 温碧柔

目录

  • 1 生命科学概论绪论
    • 1.1 生命科学的基础
    • 1.2 生命科学现状
  • 2 生命的本质和特征
    • 2.1 生命和熵的关系
    • 2.2 生命起源的条件和主要学说
    • 2.3 遗传密码的起源和的进化过程
  • 3 生命的起源和进化
    • 3.1 生命的起源
    • 3.2 生命的进化
  • 4 植物学基础知识
    • 4.1 生物分类的基础知识
    • 4.2 多彩的植物世界
  • 5 动物学基础知识
    • 5.1 动物分类的基础知识
    • 5.2 动物各类群的主要特征
  • 6 生态学知识
    • 6.1 第一节生态学基本概念与原理
    • 6.2 第二节        生态平衡及生态系统的动态变化
  • 7 现代生物技术简介
    • 7.1 现代生物技术的概念及其应用前景
    • 7.2 酶工程、蛋白质工程技术
  • 8 生命科学简史
    • 8.1 生命科学发展的历程
    • 8.2 生命科学发展的现状
  • 9 致病微生物与传染性疾病及其预防
    • 9.1 微生物传染病
    • 9.2 关于艾滋病
      • 9.2.1 概述
      • 9.2.2 防治药物的研究进展
    • 9.3 新冠肺炎
      • 9.3.1 新冠肺炎简介
  • 10 初识抑郁症
    • 10.1 抑郁症的一般症状及其发病原因
    • 10.2 抑郁症的发病机制
  • 11 珍稀动植物
    • 11.1 中国珍稀动植物简介
    • 11.2 世界珍稀动植物简介及其保护现状
  • 12 生物入侵与生物安全
    • 12.1 生物入侵
    • 12.2 第二课时
  • 13 传染病防治科普
    • 13.1 传染病基础知识
    • 13.2 第二课时
  • 14 我国动物资源及其保护
    • 14.1 我国动物资源保护
    • 14.2 我国野生动物保护法案例解读
  • 15 我国珍稀濒危保护植物
    • 15.1 珍稀濒危保护植物
    • 15.2 珍稀植物保护
  • 16 生命伦理学简介
    • 16.1 生命伦理学基础
  • 17 室内污染的植物净化
    • 17.1 室内空气环境的污染 及室内盆栽植物的筛选
生物分类的基础知识

生物分类也称生物分类学。

 

分类系统是阶元系统,通常包括七个主要级别:种、属、科、目、纲、门、界。种(物种)是基本单元,近缘的种归合为属,近缘的属归合为科,科隶于目,目隶于纲,纲隶于门,门隶于界。

 

随着研究的进展,分类层次不断增加,单元上下可以附加次生单元,如总纲(超纲)、亚纲、次纲、总目(超目)、亚目、次目、总科(超科)、亚科等等。此外,还可增设新的单元,如股、群、族、组等等,其中最常设的是族,介于亚科和属之间。

 

原核生物界

原核生物界 Kingdom Monera 【原核生物是一种无细胞核的单细胞生物,它们的细胞内没有任何带膜的细胞器。原核生物包括细菌和以前称作“蓝绿藻”的蓝细菌,是现存生物中最简单的一群,以分裂生殖繁殖后代。原核生物曾是地球上唯一的生命形式,它们独占地球长达20亿年以上。如今它们还是很兴盛,而且在营养盐的循环上扮演着重要角色。

 

原生生物界

原生生物界 Kingdom Protista 【真核原生生物界(Protista)的生物都是有细胞核的,且几乎是单细胞生物。某些真核原生生物像植物[如矽藻diatom)],某些像动物[如变形虫(amoeba)、纤毛虫(ciliate)],某些既像植物又像动物[如眼虫(euglena)]。】

 

真菌界

真菌界 Kingdom Fungi【生物的一界。本界成员均属真核生物,它是真菌的最高分类阶元。】

 

植物界

植物界 Kingdom Plantae【生物的一界。能够通过光合作用制造其所需要的食物的生物的总称。】

 

动物界

动物界 Kingdom Animalia【生物的一界。该界成员均属真核生物,包括一般能自由运动、以(复杂有机物质合成的)碳水化合物和蛋白质为食的所有生物。动物界作为动物分类中最高级的阶元,已发现的共3570余纲约 350目,150 多万种。】

常见分类   人                  白菜                      猕猴

       真核生物域         真核生物域                真核生物域

        动物界              植物界                     动物界

       脊索动物门         种子植物门                 脊索动物门

         哺乳纲           双子叶植物纲                  哺乳纲

         灵长目             白菜花目                    灵长目

        人科              十字花科                       猴科

       人属                   芸苔属                     猕猴属

        智人               白菜种                          猕猴

 

注:国际上已经采用三域系统

命名法规 编辑 列入阶元系统中的各级单元都有一个科学名称。分类工作的基本程序就是把研究对象归入一定的系统和级别,成为物类单元。所以分类和命名是分不开的。

 

种和属的学名后常附命名人姓氏,以标明来源,便于查找文献。变种学名亦采取三名制,分类名称要求稳定,一个属或种(包括种下单元)只能有一个学名。一个学名只能用于一个对象(或种),如果有两个或多个对象者,便是“异物同名”,必须于其中核定最早的命名对象,而其他的同名对象则另取新名。这叫做“优先律”,动物和植物分类学界各自制订了《命名法规》,所以在动物界和植物界间不存在异物同名问题。“优先律”是稳定学名的重要措施。优先律的起始日期,动物是1758年,植物是1820年,细菌则起始于198011日。

 

鉴定学名是取得物种有关资料的手段,即使是前所未知的新种类,只要鉴定出其分类隶属,亦可预见其一定特征。分类系统是检索系统,也是信息存取系统。许多分类著作,如基于区系调查的动植物志,记述某一国家或地区的动植物种类情况,作为基本资料,都是为鉴定、查考服务的。

 

物种指一个动物或植物群,其所有成员在形态上极为相似,以至可以认为他们是一些变异很小的相同的有机体,它们中的各个成员间可以正常交配并繁育出有生殖能力的后代,物种是生物分类的基本单元,也是生物繁殖的基本单元。

 

物种概念反映时代思潮。在林奈时代,人们相信物种是不变的,同种个体符合于同一“模式”。模式概念渊源于古希腊哲学的古老的概念,应用到整个分类系统,概念假定所有阶元系统中的各级物类单元,都各自符合于一个模式。

 

物种的变与不变曾经是进化论和特创论的斗争焦点,是势不两立的观点。但是,分类学的事实说明,每一物种各有自己的特征,没有两个物种完全相同;而每个物种又保持一系列祖传的特征,据之可以决定其界、门、纲目、科、属的分类地位,并反映其进化历史。

 

分类工作的基本内容是区分物种和归合物种,前者是种级和种下分类,后者是种上分类。种群概念提高了种级分类水平,改进了种下分类,其要点是以亚种代替变种。亚种一般是指地理亚种,是种群的地理分化,具有一定的区别特征和分布范围。亚种分类反映物种分化突出了物种的空间概念。

 

变种这一术语过去用得很杂,有的指个体变异,有的指群体类型,意义很不明确,在动物分类中已废除不用。在植物分类中,一般用以区分居群内部的不连续变体。生态型是生活在一定生境而具有一定生态特征的种内类型,常用于植物分类。人工选育的动植物种下单元称为品种。

 

由于种内、种间变异错综复杂,分类学者对种的划分有时分歧很大。根据外部形态的异同程度作为划分物种依据而划分的称为形态种,由于对各种形态特征的重要性认识不一,使划分的种因人而异,尤其是分类学者对某些特征的“加权”常使它们比其他特征更具重要性,而造成主观偏见。

 

一个物种或物类,以至整个植物界和动物界,都有自己的历史。研究系统发育就是探索种类之间历史渊源,以阐明亲缘关系,为分类提供理论依据。尽管在分类学派中有综合(进化)分类学、分支系统学和数值分类学三大流派,但在其基本原理上都有许多共同之处,不过各自强调不同的方面而已。

 

特征对比是分类的基本方法。所谓对比是异同的对比:“异”是区分种类的根据,“同”是合并种类的根据。分析分类特征,首先要考虑反映共同起源的共同特征。但有同源和非同源的不同。例如鸟类的翼和兽类的前肢是同源器管,可以追溯到共同的祖先,是“同源特征”。恒温在鸟兽是各别起源,并非来自共同祖先,是“非同源特征”。系统分类采用同源特征,不取非同源性状。

 

林奈把生物分为两大类群:固着的植物和行动的动物。两百多年来,随着科学的发展,人们逐渐发现,这个两界系统存在着不少问题,但直到20世纪50年代,仍为一般教本所遵从,基本没有变动。

 

最初的问题产生于中间类型,如眼虫综合了动植物两界的双重特征,既有叶绿体而营光合作用,又能行动而摄取食物。植物学者把它们列为藻类,称为裸藻;动物学者把它们列为原生动物,称为眼虫。中间类型是进化的证据,却成为分类的难题。

 

为了解决这个难题,在19世纪60年代,人们建议成立一个由低等生物所组成的第三界,取名为原生生物界,包括细菌、藻类、真菌和原生动物。这个三界系统解决了动植物界限难分的问题,但未被接受,整整100年后,直到20世纪50年代,才开始流行了一段时间,为不少教科书所采用