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第 35 章.生物多样性

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1. 生物分类

2. 域名

3. 真核生物域

4. 原生生物王国

5. 动物的进化

1.生物分类

⑴ 目的：对生物体进行分类，以揭示它们之间的关系。

2 方法

① 自然分类：根据生物的进化过程或关系对生物进行分类。

② 人工分类：根据任意标准对生物体进行分类。

○ 例如：陆生动物、水生植物、药用植物、食用菌、食草动物等。

⑶ 系统学方法论

① 方法1.结构相似性（形态）

○ 主要用于对仅从化石中得知的灭绝生物进行分类时。

○ 地质年标对生命历史进行了细分，因此可以作为分类时的参考。

○ 在此类分类的基础上，确定化石组合并用于细化地质时间的细分。

② 方法2.现代系统发育分类（进化系统学）

○ 在DNA序列比较中，进化上接近的生物体有更多相似的DNA。

○ 比较常使用小亚基核糖体rRNA基因、细胞色素c氨基酸序列等。

○ 因为它们编码必需蛋白质，所以它们在进化过程中高度保守。

③ 现代物种根据结构相似性和进化关系被划分为多个领域，并在其中划分为生物界。

⑷ 生物分类系统

① 分类等级：反映相关程度；将物种分组在同一分类单元内意味着有一个共同的近期共同祖先。

② 分类等级：域-界-门-纲-目-科-属-种（共八级）。

○ 领域：细菌、古细菌、真核生物。

○ 界：真核生物、原生生物、植物界、真菌界、动物界。

○ 现有框架：三域六国。

③ 分类的历史

○ 亚里士多德：分类了540种动物。

○ 二界系统：植物（非运动）与动物（运动）。

○ 三界系统：通过显微镜，将单细胞生物置于Protista中。

○ 四界系统：在原生生物中，缺乏细胞核的生物被置于莫内拉（原核生物）中。

○ 五界系统：不进行光合作用的真菌与植物分离。

○ 三域六界系统：发现古细菌比真正的细菌更类似于真核生物。

④ 当需要更精细的分辨率时，在主要等级之间插入中间等级：亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种。

○ 亚种：形态和/或地理上不同的种群；无生殖障碍。

○ 多样性：由于自然突变而在两个或三个性状或分布上存在差异的群体。

○ 形态/品种：通过人工改良（育种）产生的物种内的一组。

⑸ 学名

① 需要：确保学术研究的一致性。

○ 日常生活中不再使用拉丁语，因此名称不会随地点或时间而变化。

② 二项式命名法：列出属名和拉丁文特有加词。

○ 由林奈（瑞典）于 18 世纪发明。

○ 属 – 特定称谓 – 作者。

③ 三项式命名法

○ 用于表示种以下的种内等级：亚种、变种、形态。

○ 属 – 特定加词 – (亚种/品种/形式) – 作者。

④ 学名的书写方法» ○ 属：大写、斜体。

○ 特定称谓：小写、斜体。

○ 亚种/品种/形式：小写、斜体。

○ 品种通过插入“var”来表示。

○ 形式通过插入“for”来表示。

○ 作者：大写，罗马（直立）字体；可以省略或缩写为缩写。

○ 示例 1. 老虎：Felis Tiger Linne

○ 示例 2. 韩国虎（亚种）：Felis Tiger coreansis 黄铜

2. 域

⑴ P原核生物（细菌域+古细菌域）与E核生物

① 细胞核、线粒体、叶绿体：Absent vs. Present

② Unicellular 与 Unicellular、Multicecellular

⑵ 域细菌

① 大多数细菌是无害的，但我们最熟悉的通常是病原体。

② 许多细菌充当分解者，通过分解死亡生物体来获取营养。

③ 细菌独有的特性

○ 细胞结构：肽聚糖（细胞壁成分）、LPS、磷壁酸。

④ RNA聚合酶：α₂ββ’

⑤ 细菌来源的有用物质

○ 抗生素：50%以上的抗生素来源于细菌。

○ 限制性内切酶：在特定序列切割 DNA 的蛋白质；用于生物技术。

⑥ 起始氨基酸：fMet（甲酰蛋氨酸）；细菌的标志；翻译速度比古细菌和真核生物更快。

○ fMet 与更快的翻译有关。

⑶ 古细菌域

① 类型

○ 嗜热古菌（超嗜热菌）：栖息于高温火山温泉和深海热液喷口。

○ 嗜盐古菌（极端嗜盐菌）：栖息于死海、盐田等高盐度环境；维持高细胞内K⁺以平衡渗透压。

○ 嗜酸古菌（极端嗜酸菌）：栖息于高酸性环境中。

○ 产甲烷菌：栖息于沼泽、沼泽等缺氧环境中。

② 古细菌特有的特征：与磷脂、细胞壁、S层等细胞结构有关。

○ 磷脂中的醚键：对极端环境的适应。

○ 古细菌磷脂 = 磷酸头 + 脂肪酸醚键 + 脂肪酸 × 2 + 脂肪酸醚键 + 磷酸头。

○ 细菌和真核磷脂 = 磷酸头 + 脂肪酸酯键 + 脂肪酸 × 2。

图 1. 古细菌磷脂和细菌/真核磷脂之间的差异。

○ 请注意，细菌和真核磷脂的亲水端不同（例如乙醇胺）。

○ 磷脂单层：由四醚组织。

○ 许多脂肪酸显示异戊二烯：支链烃（聚异戊二烯醇）。

○ 细胞壁：具有β 1→3 连接的pseudomurein。

○ 肽聚糖：无支链。

○ 假尿素：支链； β 1→3 连接。

○ 肽聚糖含有胞壁酸，而假胞壁素含有 N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸。

○ S层：类似于LPS（革兰氏阴性菌）或磷壁酸（革兰氏阳性菌）。

○ 有些古菌甚至具有不寻常的形状，例如矩形。

③ 古菌与细菌的相似点

○ 转录调控。

○ 单一类型的RNA聚合酶（古细菌最近也更正为一种类型）。

○ 无核膜；无膜结合细胞器；单细胞的。» ○ 环状DNA；质粒（可以通过菌毛移动）；操纵子； 70S核糖体。

○ 存在限制性酶。

○ 请注意，真核生物具有三种 RNA 聚合酶：RNA pol I、II、III。

○ 请注意，真核生物秀丽隐杆线虫拥有操纵子。

④ 古菌与真核生物的相似之处：与基因组组成和调控有关

○ 转录机制。

○ 起始氨基酸为 Met。

○ 存在组蛋白和内含子。

○ 存在 TATA 框序列。

○ HU：原核生物中的组蛋白样蛋白。

○ 膜脂中的支链烃链。

○ 对青霉素、氨苄青霉素或溶菌酶（这些针对肽聚糖）不敏感。

○ 对链霉素、氯霉素或四环素（这些药物专门针对细菌核糖体）不敏感。

⑤ 注意，即使在真核细胞中，组蛋白基因也缺乏内含子。

⑥ 古菌栖息于极端环境（高温、高压、高盐度等）。

○ 由于它们的竞争力不如需氧细菌，因此它们会在普通生命无法生存的环境中定居。

○ Taq聚合酶源自古细菌Thermus Aquaticus。

⑦ rRNA碱基序列与真核生物的相似度高于与细菌的相似度 → 古细菌与真核生物的亲缘关系更为密切。

⑷ 原核生物的密度和总量

表。 1. 原核生物的密度和总量

⑸ 真核域：分为4个界

① RNA聚合酶：RNA pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

② 核膜和膜结合细胞器的存在

3。真核域

⑴ 莫内拉王国：真细菌、古细菌

⑵ 原生生物界：大多未知；估计有 8–80 个门

① 类动物原生生物：寄生病原体

○ 示例： 疟疾寄生虫、昏睡病寄生虫、阴道毛滴虫

② 类真菌原生生物

○ 示例：农作物害虫（马铃薯晚疫病病原体）

③ 类植物原生生物：作为其他生物体食物来源的光合自养生物

○ 示例： 硅藻、绿藻、褐藻

⑶ 动物界：25门

① 具有运动能力的多细胞、异养生物

② 寒武纪大爆发（约5.3亿年前）产生了现代动物群。

③ 细胞间信号系统以及器官和器官系统的发育

④ 无脊椎动物（6-3000 万种）约占动物界的 96%。

⑤ 人类属于脊索动物门。

⑷ 真菌界

① 异养生物；通过菌丝吸收营养；可以传播到广阔的地区。

② DNA序列分析表明真菌与动物的关系比与植物的关系更密切。

③ 作为分解者，真菌与细菌竞争并产生抗生素（约占所有抗生素的三分之一）。

○ 示例：青霉素

⑸ 植物界

① 特点

○ 光合自养：叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素

○ 具有分化细胞和组织的多细胞真核生物

○ 主要成分为纤维素的细胞壁

○ 玫瑰花结型纤维素合酶复合物：仅轮藻类绿藻和陆地植物共有的特性

○ 没有动力

○ 适应陆地生活。

○ 陆地干燥：表面出现蜡质角质层。

○ 分化发育为根、茎、叶

○ 木质部、韧皮部等维管组织发达（苔藓植物除外）。

② 进化

○ 在陆地上存在了 4 亿多年。

○ 最早的陆地植物：小且缺乏维管组织

○ 维管组织的进化使大树得以崛起并在干旱地区生长。»> ○ 种子：适应干燥的陆地环境

○ 花朵的进化：大多数现代植物都是大约1.4亿年前出现的开花植物。

○ 开花植物自适应辐射至约 150 个科；超过90%的现代植物：双受精的进化

○ 双受精：花粉管携带两个精子；一个使卵子受精形成胚胎（2n），另一个与两个极核融合形成胚乳（3n）。

○ 在卵子受精之前不会分配营养。

○ 动物、风、水辅助施肥。

③【植物界分类】(https://jb243.github.io/pages/578#footnote_link_67_50)

④ 用途

○ 化学防御：次级代谢产物（初级代谢的副产品）产生毒素→例如罂粟中的吗啡、咖啡中的咖啡因

○ 天然药物的主要来源；第二个来源是细菌，第三个来源是真菌。

4.原生生物王国

⑴ 特点

①真核生物；具有核膜和膜结合细胞器。

② 单细胞或多细胞。

③ 在多细胞形式中，组织/器官不像其他真核王国那样完全分化。

⑵ 分类 1. 原生动物：异养动物，按运动细胞器类型分类。

① 1 型。 鞭毛虫（例如锥虫）：鞭毛

② 2 型。 纤毛虫（例如草履虫）：纤毛

③ 类型 3. 变形虫（例如阿米巴）：变形虫运动（伪足）

④ 4 型。 孢子虫（例如疟疾寄生虫疟原虫）：无运动细胞器

⑶ 分类2.藻类：光合作用；按光合色素分类。

①绿藻：组织水平；叶绿素a和b

○ 在藻类中，它们与陆地植物的关系最为密切。

○ 色素：叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素（例如叶黄素、胡萝卜素）

○ 类似的细胞壁成分：纤维素

○ 示例： 水绵；绿紫菜（石莼）

②硅藻：单细胞水平；叶绿素a和c

③褐藻：组织水平；叶绿素a和c

○ 含碘

○ 示例： 裙带菜 (Undaria)、海带 (Laminaria/Saccharina)

④ 红藻：组织水平；叶绿素a和d

○ 藻类中，与蓝细菌关系最为密切。

○ 红藻和蓝藻都含有藻胆体。

○ 示例： 紫菜（Porphyra/Pyropia）、石花菜等沉香植物

⑤眼虫：单细胞水平；叶绿素a和b

○ 鞭毛：运动

○ 眼点：受光

○ 收缩液泡：渗透压调节

○ 叶绿体：光合作用；能够自养和异养，但倾向于异养。

⑷分类3.粘菌

① 异养，以死亡生物体的有机物为食。

② 形成孢子。

③ 多核阶段

⑸ Protista 总结

①组织级：红藻、绿藻、褐藻

② 多核阶段：甲藻、粘菌

③单细胞水平：眼虫、硅藻、孢子虫、纤毛虫、鞭毛虫、变形虫

④ 叶绿素a+d：红藻

⑤ 叶绿素a+b：绿藻、类眼虫

⑥ 叶绿素a+c：褐藻、甲藻、硅藻

⑦ 孢子形成：粘菌、孢子虫

⑧ 无孢子形成：纤毛虫、鞭毛虫、变形虫

5.动物的进化

⑴ 概述

① 同源性分析：存在共同特征。

②类比（趋同进化）分析：体腔是一个代表性的例子。

⑵ 第一^第一。群落领鞭毛虫是最古老的动物形式。

⑶ 第二^第二。副动物门和真后鞭毛虫门从群体领鞭毛虫中分化出来。

① 副动物：只有囊胚阶段的动物。» ○ 示例： 海绵（例如沐浴海绵、“火山”海绵）。

② 真后生动物：具有原肠胚阶段的动物。

○ 示例： 除①之外的所有其他示例。

⑷ 第三^rd。从真后生动物中，双叶动物和三叶动物分化出来。

①海绵状：无胚层分化。

②双胚动物：放射状对称的类群。

○ 示例：刺胞动物（=腔肠动物）、栉水母、长生动物。

○ 刺胞动物（如海葵、水螅、水母）：弥漫性神经网络；消化发生在腔肠中。

③ 三叶细胞动物：两侧对称的群体，即除①和②之外的所有群体。

⑸ 第四^th。原口动物和后口动物从三叶动物中分化出来。

① 原口动物：原肠胚阶段的胚孔成为口；即，除②之外的所有内容。

○ 附加特征：实心中胚层分裂形成体腔。

○ 示例： 扁形动物、轮虫、线虫、软体动物、环节动物、节肢动物。

② 后口动物：原肠胚阶段的胚孔成为肛门；放射状解理。

○ 附加特征：体腔由原肠皱褶形成。

○ 示例： 棘皮动物、脊索动物、半索动物。

⑹ 原口动物：在发育过程中，原肠胚阶段的胚孔变成了嘴。

①第5^位—第1^位。在原口动物中，蜕皮动物门和冠轮动物门有分歧。

② 轮轮虫：经过轮轮幼虫阶段。

○ 承轮幼虫（trochophora）：浮游幼虫的一种形式。

○ 1 型。 扁形动物（例如涡虫）：第一排泄系统（火焰细胞）；身体扁平化；双侧对称。

○ 2 型。 轮虫类（轮虫）

○ 3 型。 苔藓动物门 (Ectoprocta)、腕足动物门 (Brachiopoda)、萤足动物门 (Phoronida)：以触手（触手冠）为特征。

○ 4 型。 Nemertea、软体动物、环节动物：以螺旋解理为特征。

○ 软体动物（例如，蜗牛、鱿鱼、蛤）：特征是具有真正体腔的轮轮幼虫；细分减少。

○ 环节动物（如蚯蚓、多毛类）：其特征是具有真正体腔的轮轮幼虫；细分发展起来。

○ 环节动物：分节是特征。

③ 蜕皮动物

○ 1 型。 线虫

○ 示例： 秀丽隐杆线虫、蛔虫（蛔虫）。

○ 2 型。 节肢动物：分段和几丁质外骨骼。

○ 段：具有非常相似的外观和组织的重复结构单元。

○ 示例：昆虫、蜘蛛。

⑺ 后口动物：在发育过程中，原肠胚阶段的胚孔变成肛门。

①第5^第—第2^第。脊索动物出现了分歧。

②棘皮动物：幼虫两侧对称；成人呈放射状对称。

○ 例如：海星、海胆、海参。

③ 脊索动物

○ 自体变形 1. 脊索：一根平行于肠道和神经索之间的柔性杆。

○ 在成年人中，脊索退化为椎间盘的一部分。

○ 自体变形 2. 背侧中空神经索 → 发育成大脑和脊髓。

○ 自体3. 咽裂。

○ 自体变形 4。 肛门后肌肉发达的尾巴。

④ 主要脊索动物类群

○ 头索动物（例如文昌鱼/文昌鱼）：终生保留脊索。

○ 尾索动物（例如海鞘）：脊索仅存在于幼虫阶段。

○ 脊椎动物：脊索被脊柱取代；闭式循环系统；肾脏；雌雄异株（异性）。

表 2. 脊椎动物的分类

⑻第六^th。体腔的进化：体腔是一种类似的特征，通过趋同进化多次出现。

①体腔：体壁与内脏（如人体的胸腔、腹腔）之间的空间。

② 无腔动物：肠道和体壁之间没有空间。

○ 示例： Porifera（海绵）、Platyhelminthes（扁虫）

③ 拟腔皮动物：在发育过程中，具有由内胚层和中胚层界定的体腔。

○ 示例： 轮虫纲、线虫纲

③ Eucoelomates（真正的腔皮动物）：体腔完全由中胚层组织排列的动物；即，除上述②和③之外的所有其他。

○ 示例： 软体动物、环节动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物

○ 承轮动物与真正的腔皮动物：软体动物、环节动物

输入： 2015.07.09 15:50

修改： 2019.02.05 12:57