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第九章生物界第一节生物分类概述第二节生物界的主要类群一、分类学的发展三、分类等级四、系统树五、生物的分界第一节生物分类概述二、物种的命名(一)人为分类和自然分类瑞典植物学家林奈(KarlvonLinne,1707－1778年)于1735年出版了“自然系统”(SystemaNaturae)这一名著。一、分类学的发展林奈在前人经验的基础上。建立了新的动、植物的分类系统，并制订了一个统一的生物命名法。即双名法(binomialnomenclature)。他的分类系统包括纲(class)、目(order)、科(genus)、种(species)4个等级。他给每一个生物定一个属名和一个种名。属名加种名就是这个生物的生物学名。林奈不相信生物进化，他认为物种不会改变，物种彼此之间不存在系统的关系，因而他的分类系统不可能反映各种生物在进化上的地位的人为的分类系统。达尔文(Darwin,1809～1882)在1859年发表了《物种起源》，创立了进化论。分类学不仅局限于鉴定物种，确定其等级，成为分类系统，而且还须研究动物种间亲缘关系及整个生物界系统发育的演化过程，从而使人们对分类学的概念从静止状态的创造论转变为动态的进化论。认为一个自然类群的成员是由一个共同的祖先产生的，在自然界中生物的变异是不连续的，但是存在着，生物永远在发展进化之中。海格尔(ErnstHeinrichHaeckel，1834～1919)创造了“进化树”。这种“进化树”并没有全盘打乱旧分类系统，只是在旧分类系统的一个个离散的类群间加一条联线以表示它们之间的亲缘关系，因此仍存有一些不合理现象。鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲之间存在祖裔关系，但它们都被称为纲，处于同等地位。20世纪40年代赫胥黎(ThomasHenryHuxley,1825-1895)在他的《新系统学》中，以种群分类概念代替模式分类概念。在此之前，动物分类是根据个别的模式标本作为种的鉴定，因而把个体当作基本的分类单位。除用形态特征作为分类性状外，还用生态、行为、生理、生化、地理等方面的资料作为分类依据，以生物学概念替代了纯形态概念。1950年WilliHennig发表了《系统发育分类学理论》主张依照系统发育的分支来奠定分类单元之间的亲缘关系。图中每次分歧只分两支，代表一个亲种分成两个姊妹种。每次分歧都表示进化向前进了一步，构成一个新的分类单元。这样分歧下去就形成一个自然分类系统。ABCDEFGHa1a2a3实际上一个大的分类系统如脊索动物的演化，其分歧点是如此的多，以致分类学家简直难以设置如此多的分类阶元去与之相应。1963年Sneath和Sokal联合出版了《数值分类学原理》，提出用数学方法来分种和高级阶元。对所研究的动物类群的许多性状加以数值化，再用电子计算机运算、对比和统计分析．借以表明它们之间的相似程度来分类。数值分类(numericaltaxonomy)主张对各种性状一视同仁，否则就会厚此薄彼，增大主观因素而造成误差。因此，必须应用大量性状，性状越多，其分析结果越接近实际，一般认为有40～60个性状即可运算。(二)细胞分类应用细胞学特征进行物种分类称为细胞分类学(cytotaxonomy)较多的是核型分析，如染色体的数目、形态和大小，染色体的类别，染色体着丝粒的位置及其臂长，染色体的带型(染色体经染色在一定部位显示出不同的横带)等特征。(三)生化分类1.蛋白电泳分析分子生物学家发现，两个物种的蛋白质大分子长链的氮基酸排列相同部分愈多，它们的差异就愈少，其亲缘关系也愈近。将待检物种的体液进行聚丙烯酰胺凝胶电泳或淀粉凝胶电泳，或等电点聚焦电泳，用溴酚蓝等蛋白质染色剂染色，得出条带电泳图。计算样品种相同移动率的条带数与最大条带数之间的比值，得出物种的相似系数。1.蛋白电泳分析2.抗体抗原反应一种动物的抗血清(抗体)除和本种动物的血清发生强沉淀反应外，对其他亲缘关系较近的动物的血清也可发生程度不同的弱反应.反应强度的不同说明人和这些动物的亲缘关系有远近的不同。大熊猫等4种动物的抗体抗原反应抗血清血清大熊猫小熊猫亚洲黑熊马来熊抗大熊猫＋＋＋＋＋＋＋＋抗小熊猫＋＋＋＋＋＋抗亚洲黑熊＋＋＋＋＋＋＋＋抗马来熊＋＋＋＋＋＋＋＋注：＋表示沉淀反应的强度，＋多，反应强.几种灵长类血清反应*受试动物(血清)抗血清人黑猩猩长臂猿人03.711.1黑猩猩5.7014.6大猩猩3.76.811.7猩猩8.69.311.7合趾猿11.49.72.9长臂猿10.79.70弥猴38.634.636.0*数字代表反应距离，反应越强距离越小，反应最强时距离为0。3.生物大分子比较细胞色素C是一个具有104~112个氨基酸的多肽分子，从进化上看，细胞色素C是很保守的分子，据估计．它的氨基酸顺序每200万年才发生1％的改变。不同生物的细胞色素C中氨基酸的组成和顺序反映这些生物之间的亲缘关系。根据细胞色素C分子的氨基酸顺序制出的系统树属名是名词，在前，第一字母要大写，属名加种名就是这个生物的生物学名。用拉丁文定名，如用其他文字，需先把它们拉丁化。书写成斜体字，如手写时则在下面划一横线，以示区别。在属名和种名之后还应写上定名者的姓名，种名是限制属名的，是形容词，小写，二、物种的命名命名法MacacamullataZimmarmann弥猴命名法MacacaspeciosaCuvier短尾猴AiluropodamelanoleucaDavid大熊猫VulpesvulpesLinnaeus狐VulpesvulpesdauricaLinnaeus东北亚种狐三、分类等级(总)界门(亚)纲(亚)目(亚)科(亚)属(亚)种(亚)Homoerectuspekinensis北京直立人(总)界动物界门(亚)脊索动物门纲(亚)哺乳纲目(亚)灵长目科(亚)人科属(亚)人属种(亚)直立人种四、系统树五、生物的分界人类很早就注意到生物可区分不动的植物和能行动的动物。林奈的系统也将生物分为动物和植物二界，即植物界(P1antae)动物界(Animalia)(一)二界系统1859年达尔文《物种起源》出版。海克尔于1886年提出一个力求反映生物亲缘关系的新分类系统。他把生物分成三界，在动物界和植物界外，增加一个原生生物界，即原生生物界(Protista)植物界(P1antae)动物界(Animalia)(二)三界系统1959年、R.Whittaker根据细胞结构和营养类型将生物分为五界，即(三)五界系统原核生物界(KingdomMonera)、原生生物界(KingdomProtista)、植物界(KingdomP1antae)、真菌界(KingdomFungi)、动物界(KingdomAnimalia)。2个总界(Superkingdom或Domain)，①原核生物总界(SuperkingdomProkaryota)，只含原核生物一界②真核生物总界(SuperkingdomEukaryota)，原生生物、植物、真菌和动物四界。我国生物学家陈世骧提出了一个六界系统、他把生物界分为三个总界：无细胞生物总界，包括病毒一界；原核生物总界，包括细菌和蓝藻两界；真核生物总界，包括植物、真菌和动物三界。(四)六界系统除陈氏的六界系统外，还有人主张在Whittaker的五界系统之下，加一个病毒界，构成另一个六界系统。但一般认为病毒不是最原始的生命形态，因此六界系统未受到重视。细胞色素c(同源蛋白质分子)一级结构进行比较，在较高等生物中，(五)三主干学说保守的核糖体小亚单位(smallsubunitrRNA)ssrRNA(原核为16S，真核为18S)的序列进行比较。生活在极端环境中(高温、高盐、高压、极端酸和碱)的古细菌(Archaebacteria)，在生理、生化及分子机制方面与真细菌之间存在着巨大的差异，古细菌的一些表型特征：如细胞壁不含胞壁酸(muamicacid)；质膜中富含四醚酯；rRNA的Tψc环没有胸苷；RNA聚合酶亚基特殊等，由此认为古细菌应当从原核生物中独立出来。古细菌(Archaebacteria)，只含古细菌真细菌(Eubacteria)，只含原核生物一界真核生物(Eukaryota)，含原生生物、植物、真菌和动物四界第二节生物界的主要类群一、病毒二、原核生物三、真菌界四、植物界五、动物界一、病毒1892年．俄国生物学家伊凡诺夫斯基(DmitriIwanowsky)间接证明了病毒的存在。病毒的发现将病叶捣碎，将叶汁擦到健康叶上，健康叶很快也要发生斑纹病。将病叶汁加热，再擦到叶上，叶不发病。伊凡诺夫斯基认为，病叶汁中必然会有导致发病的“细菌”。于是他用细菌陶土过滤器将病叶汁过滤来获得无菌的叶汁，擦到健康叶上。滤过的病叶汁也能引起斑纹病。他认为有两种可能的解释：①这种细菌太小，能通过陶土滤器;②细菌虽被阻，细菌分泌的毒素存在于滤液中，可以致病。每一病毒颗粒都是由一个核酸芯子和一个蛋白质外衣，即衣壳(capsid)所组成(一)病毒结构核酸芯子只含一个DNA分子或RNA分子，不会两种分子同时存在于一种病毒颗粒中。1.细菌病毒─噬菌体噬菌体也是由核酸芯子和蛋白质衣壳所组成，但噬菌体的形态比较复杂，由头和尾两部分组成。电镜扫描图2.真核细胞病毒它们为螺旋形(杆状)，多角形。它们概无尾管、尾丝等结构。不同形态的病毒由蛋白颗粒包裹RNA的流感病毒粒子(×25万倍)感染细胞的疱疹病毒粒子(二)病毒的繁殖1.噬菌体的繁殖2.真核细胞病毒的繁殖烟烟草花叶病(三)病毒病家畜的口蹄疫、牛痘、狂犬病、禽类的劳氏肉瘤、人的天花、流感、麻疹、肝炎、脊髓灰质炎等爱滋病是由一种反转录病毒，即HIV(humanimmunodeficiencyvirus)引起的。HIV是一种反转录病毒，含有2个单链RNA，能产生反转录酶，因而RNA可作为模板而反转录为DNA。AIDSAAcquiredIImmuneDDeficiencySSyndromeHIV病毒主要侵染T细胞，也能侵染巨噬细胞、某些B细胞以及其他细胞。在寄主细胞中，病毒可迅速复制，新病毒颗粒随血液而流至身体各处，再侵入新的细胞。HIV还可在反转录为DNA后，将DNA拼接到寄主细胞的DNA分子中，成为原病毒而潜伏，人的免疫系统对此就无能为力了。更重要的是，HIV作为抗原分子，每繁殖一次，新的病毒粒都要发生一些有别于原来病毒分子的变异，这就使寄主的抗体难于识别而不能把它们及时消灭。病毒能引起多种动物如的细胞癌变。(四)癌病毒现在已经找到了多种致癌病毒(oncogenicviruses)。例如：多形瘤病毒(polyomavirus)，是一种DNA病毒，能使实验室小鼠细胞恶化。SV40是DNA病毒，能使仓鼠结缔组织生癌。实验动物最易发生的癌是乳腺癌，它的病原是存在于乳中的一种RNA病毒。20世纪20年代，英国东北部的马铃薯发生纺锤块茎病。病薯多瘤，变得细长，多开裂。用病薯制成的匀浆能感染马铃薯和西红柿发病。(五)类病毒研究发现，这一病原比病毒颗粒还要小，脂溶剂、蛋白质酶和DNA酶都不能使之失去活性，只有RNA酶能使之失去感染能力。1971年，T.O.Diener给这个病原定称为类病毒(viroid)。类病毒没有蛋白质外壳，它只是一个由300多个核苷酸构成的单链环状或线状RNA分子。很多过去找不到病原的植物病大多是类病毒引起的，如柑橘裂皮症、黄瓜白果病等。很多过去找不到病原的植物病大多是类病毒引起的，如柑橘裂皮症、黄瓜白果病等。菲律宾椰子树的一种称为cadang-cadang的病,造成大批椰树死亡,也是由类病毒引起的。细胞感染了病毒后，它的反应是释放一种称为干扰素(intrferon)的糖蛋白。(六)病毒与干扰素干扰素和周围健康细胞的表面受体结合而使这些细胞具有了抵制病毒入侵的能力。同时干扰素还促使体内的杀伤细胞(淋巴细胞等)活化，而有能力杀伤感染了病毒的细胞。除活的病毒外，加热致死的病毒以及外来的双链DNA、细菌的内毒素等都能诱导细胞产生干扰素。病毒没有完整的酶系统，不能制造ATP，不能独立生活，离开了细胞就只是一个没有生命的分子。(七)病毒起源同时病毒