地球上的生物界

1、.：.；第七章 地球上的生物界第一節(jié)生命的來源與進化地球上的生物界，種類繁多、形狀各異。據生物學家統(tǒng)計，生物圈中的生物已被記名在冊的約有250萬種，其中：動物約有200萬種,植物約34萬種,微生物約3.7萬種一、生命的來源地球的年齡約為45億年。根據對化石生物的研討，地球上最早的生物誕生于距今32億年前元古代前震旦紀，為單細胞原核生物細菌。 18世紀以前，人們置信新的生命隨時都能從非生命的物質中自發(fā)產生出來.目前存在兩種推測： 1地球上的生命來源于外星球 2在地球構成初期特殊的原始大氣環(huán)境下，非生命的有機分子經過長期的化學演化，逐漸構成最簡單的生命方式。原始的地球在大約46億年前構成，原始的大

2、氣：缺乏氧氣，但含有大量復原性氣體，H2、NH3、CH4、水蒸氣、CO2、H2S，無臭氧層地球上紫外線輻射強。發(fā)現(xiàn)的最早的生物化石存在于32億年前南非的燧石層中是一種能進展光協(xié)作用的藍細菌?？梢姡钤绲脑松镌诘厍驑嫵傻脑缙诰烷_場出現(xiàn)了，這些早期出現(xiàn)的生物還具有光合放氧的才干和抗紫外線輻射的才干。它們所釋放的氧氣，最終構成了維護地球的臭氧層概括地說，生命來源需求有三個根本條件：原始大氣；能源；原始海洋。其中能源主要是指紫外線、電離輻射、天空放電、原始地球凝聚過程中產生的熱能和火山迸發(fā)釋放的能量等等。 原始大氣的成分有一個突出的特點，就是沒有氧氣卻有氫氣。因此被稱作復原性大氣。這一特點對于最初

3、有機物的構成和積累是非常有利的。 生命誕生于原始海洋，得到了原始海洋的維護，免受宇宙射線的損傷，同時，原始海洋中積累的豐富的有機物也為原始生命提供了營養(yǎng)來源。二、化學演化 原始地球環(huán)境可以產生組成生物體的糖、脂類、蛋白質和核酸等大分子構造單元，甚至到生物多分子體系，但還沒有出現(xiàn)真正的生命，這一時期稱為化學演化期或前生物期。從化學演化期到產生最簡單的生命方式包括4個階段： 1氨基酸、核苷酸等有機單體分子的非生物合成和積累； 2有機單體分子在非生物體系中聚合成多聚體； 3多聚體整合為多分子體系顆粒原球體； 4代謝與遺傳體系的構成和進化最終產生出最簡單的生命方式原核細胞。三、生命進化Darwin與進

4、化論 19世紀中葉以前，神創(chuàng)論或稱特創(chuàng)論不斷占據著生物學的主導位置。1859年，Darwin經過多年的研討、調查和標本采集，在積累了大量令人服氣的證據的根底上，發(fā)表了劃時代的著作。認識到：物種是可變的，這種變化明顯受自然環(huán)境的影響和選擇！1838年，他閱讀了著名的經濟學家Malthus馬爾薩斯, 1766-1834的，進一步認識到生存競爭的結果使各物種在自然界中堅持適當?shù)臄?shù)量，同時逐漸向著更加順應于環(huán)境的方向變化。生存競爭和適者生存為Darwin的自然選擇學說的構成提供了根據，他的關于生物經過自然選擇而延續(xù)進化的實際開場成型。 Darwin的進化論的根本內容： 1現(xiàn)代一切生物都是從過去的生物進

5、化來的 2自然選擇是生物順應環(huán)境而進化的緣由 按照該實際，自然界中各種生物順應環(huán)境生存和繁衍才干各不一樣，那些最順應環(huán)境的生物具有最大的繁衍力和生存力，在競爭生存空間和賴以生存的資源時，那些對環(huán)境順應差的個領會逐漸被淘汰。 如此一代一代地競爭，必將導致生物群體可遺傳特征向著有利于生存競爭的方向變化和積累，并隨著環(huán)境的變化而進化。生物進化elution地球上的生命從最初最原始的方式經過漫長的歲月變異演化為幾百萬種形形色色生物的過程。 自然選擇natural seletion自然環(huán)境導致生物出現(xiàn)生存和繁衍才干的差別，一些生物生存下去，另一些生物被淘汰。從遺傳學的角度研討，自然選擇作用下群體程度的進

6、化本質上反映了生物基因庫的變化。基因庫gene pool是一種生物群體全部遺傳基因的集合。四、物種構成的機理物種species不但是生物分類的單元，更是遺傳生殖和進化的單元。種群(population)是同一物種的一群個體，享有共同的基因庫。同一種群生物個體之間的交配便呵斥了彼此間的基因交流并堅持著基因庫的穩(wěn)定。地理隔離geographical isolation某些地理妨礙如大的山脈、峽谷、海洋等把生物相互隔開地理隔離呵斥小種群間基因交流的阻斷使基因庫的差別越來越大，最終出現(xiàn)了生殖隔離(reproductive isolation)，即不同小種群間的個體不能彼此交配和產生有生殖才干的后代地理

7、隔離呵斥生殖隔離，生殖隔離導致新種的構成，這種構成新物種的方式稱為“異地物種構成allopatric speciation是生物進化過程構成新物種的主要方式環(huán)境的突變、生物個體基因的突變也有能夠產生新物種植物多倍體的構成、人工雜交、自然雜交也能導致新物種的產生五、人類的來源和進化一人在自然界的位置和特征人的細胞構造屬于真核細胞、異養(yǎng)、組織器官興隆、能運動。人歸屬于動物界、脊椎動物亞門、哺乳動物綱、靈長目、人科、人屬。人種或種族：根據膚色、發(fā)型、鼻型等體質特征，人類通常被劃分為4種類型。不同人群存在地理隔離和文化隔離，但是并沒導致生殖隔離。人與哺乳動物的顯著區(qū)別： 人能直立行走，即只用后肢行走，

8、前肢演化成手臂和手，手乖巧，能制造工具； 人的大腦興隆;人有復雜的言語，構成了社會組織 二從猿到人1、靈長類的進化 新生代早期哺乳動物從類似食蟲樹類哺乳動物中進化出最早的靈長類動物。為了順應樹林中的生活環(huán)境，最早的靈長類身體較小，棲息在樹上，擅長在樹林中騰躍、攀緣、以昆蟲為食。 “手逐漸興隆起來。一對眼睛并列于臉的前方，靈長類開場具有復雜的社會行為。一些生物學家置信，靈長類具有的學習才干是它們的大腦日趨復雜和進化的重要要素最早出現(xiàn)的靈長類是5000萬年前的原猴類。在第三紀末期氣候變得冰冷和枯燥，原猴類逐漸絕滅，少數(shù)演化成現(xiàn)代的猴類。人猿類是在大約3600萬年前漸新世時從一組原猴類進化而來的。人

9、猿類分為兩支，一支進化成猿猴，另一支進化成為人類的祖先原始人。三原始人的進化 血清蛋白的分子免疫學以及血紅蛋白的氨基酸序列分析和DNA序列的研討也闡明，人與大猩猩具有非常近的親源關系。約500萬年前，靈長類中的一個小系從樹上下來，身體構造發(fā)生了與直立相順應的變化，進入人的進化階段。 完全直立行走、手、腦與言語的開展使人成為靈長類中最高級的成員。四人類的進化 人類最早的進化發(fā)生在非洲，在那兒發(fā)現(xiàn)了最早的人科化石阿法南猿，生活在迄今390300萬年以前 約250萬年前，出現(xiàn)了早期猿人，他們可以制造簡單的石器 約25萬年前，出現(xiàn)了智人，其中距今約4萬年的晚期智人，能制造復合工具，掌握原始的繪畫和雕刻

10、技術五人類在進化中發(fā)明了不斷開展的文化第二節(jié) 植物分類與植物系統(tǒng)進化一、植物分類原那么、單位和命名1、分類原那么與根據瑞典人林奈Linnaeus，17071778在他的著作中記載了近萬種植物。他將有花植物分成24綱。分類的根據是雄蕊的數(shù)目和長短、雌蕊中心皮的連合情況等，因此出現(xiàn)單蕊、二蕊、三蕊等綱，無花的植物一概被歸納為隱花植物。1859年達爾文在指出，一切有生命的形狀之間皆存在著親緣關系，來源于共同祖先；每個物種不是永久存在的，都閱歷了或閱歷著構成、開展和滅亡的過程，新種不斷產生，老種走向滅亡，物種不斷進化開展，只需最能順應環(huán)境者才得以生存下去。達爾文進化論引起生物學飛躍性的變革，研討者紛紛

11、尋覓物種間、各類群間的親緣關系與進化途徑，并努力按此特征建立自然的分類系統(tǒng)。近50年來科學界開場注重諸如細胞學特征如染色體、花粉形狀、生物化學性質等新根據，特別是分子生物學證據，以驗證和補充過去依托形狀學和解剖學所建立的分類資料和進化關系。目前，經典的分類方法即比較穩(wěn)定可靠的形狀特征仍當今鑒定植物的主要手段。2、分類單位和等級系統(tǒng)如今采用的植物分類單位在全世界范圍內是一致的，按等級高低順序，分類單位依次是界、門、綱、目、科、屬、種。每個單位還可以分出亞級或一些輔助等級。種是生物分類的根本單位，包含假設干形狀和生物學特征一致的植物個體，它們之間“是可育的自然群體，與其他自然群體之間經過生殖隔離而

12、分開。植物種內的個體常分成假設干群，每個群成片地分布在某個地段內，即各群在空間上互有延續(xù)，稱為種群。種群內植株間基因交流比較容易進展。種內如有某些個體積累了一定的形狀變異，而且比較穩(wěn)定，又分布在一定空間地域，據此可劃分出變種。屬是種有親緣關系的種組合。同在一個進化系統(tǒng)，親緣相近的屬歸并為科。物種命名學名沿用林奈1753年倡議的雙名法，屬名相當于我們的姓，通知人們本人屬于哪個家族，種名是本人的名字，可以在屬內進一步對這一物種給予確認。即屬名加上種加詞種名，屬名一概是名詞，第一個字母必需大寫，第二個字是種的稱號。種加詞多為描畫詞，第一個字母小寫。學名最后是定名人。如某分類學家將屬名定錯，后經他人矯

13、正者，那么保管原來種的命名，只改換屬名，并將原命名人加括號附于種加詞之后。屬名和種名均為斜體字，姓名那么正體書寫。附：分類等級(總)界 動物界 門(亞) 脊索動物門 綱(亞) 脊椎動物亞門 目(亞) 靈長目 科 (亞) 人科 屬(亞) 人屬 種(亞) 人種3、生物的分界 1二界系統(tǒng)人類很早就留意到生物可區(qū)分不動的植物和能行動的動物。林奈的系統(tǒng)也將生物分為動物和植物二界，即：植物界(P1antae) 和動物界(Animalia)2三界系統(tǒng)?？藸栍?886年他把生物分成三界：原生生物界(Protista)、植物界(P1antae)、動物界(Animalia)。3“四界分類系統(tǒng)1974，GFleed

14、ale首先根據生物細胞有無細胞核將生物界分為原核生物和真核生物，然后又將真核生物劃分為植物界、動物界和真菌界。 4五界系統(tǒng)1959年、R.Whittaker根據細胞構造和營養(yǎng)類型將生物分為五界： 原核生物界(Kingdom Monera) 、 原生生物界(Kingdom Protista)、 植物界(Kingdom P1antae)、 真菌界(Kingdom Fungi) 、 動物界(Kingdom Animalia) 二、植物界類群一原核生物界原核生物是一類來源古老、細胞構造簡單、不具備核膜、細胞壁由非纖維素的另種多糖與氨基酸結合物構成、沒有明顯細胞核的原始生物。繁衍方式為直接分裂。包括細菌

15、和藍藻。1、細菌門Schizomycophyta 自然界分布最廣、繁衍最快、個體數(shù)量最多、最古老和最小的一類單細胞微生物。1分類：細菌按外形特征區(qū)別出球菌、桿菌和螺旋菌。按其營養(yǎng)方式可分為三類： 異養(yǎng)型細菌靠分解有機殘體從中獲得它本身生命活動所需求的物質和能量的細菌。自然界大多數(shù)細菌是異養(yǎng)型的。 光自養(yǎng)型細菌可以進展光協(xié)作用從中獲得它本身生命活動所需求的物質和能量的細菌。這類細菌在自然界中很少。 化能自養(yǎng)型細菌在黑暗中氧化無機物，從中獲得生活必需的能量，并將CO2復原為有機化合物。這類細菌在自然界也很少。2作用 細菌是有機殘體分解轉化的主力軍，能將儲存在有機體中的物質和能量重新釋放出來，納入新

16、的生物循環(huán)。 2、藍藻門Cyanophyta一種細胞中含有葉綠素和藻藍素，可進展光協(xié)作用的自養(yǎng)生物，藻體多呈藍綠色。二真核藻類和真菌、地衣 1、含義：是一類具有明顯細膜核，并且細胞中均含有葉綠素或其他色素，能利用太陽光制造有機質的自養(yǎng)型生物。 它包括除藍藻以外的全部藻類植物和一切高等植物。2、藻類真核藻類和真菌、地衣形狀特點：植物體沒有明顯根、莖、葉的分化，多為單細胞生物，分支少，也有呈葉狀或絲狀的。因此可以看出藻類是一類低等植物。 生活習性：主要生活在水體中. 作用，是水環(huán)境中有機質的制造者，是浮游動物和魚類的重要鉺料。1藻類Algae。細胞具有核、線粒體、質體等細胞器。真核藻的葉綠體或稱載

17、色體都含有葉綠素a和其他不同的色素，營自養(yǎng)型生活。但沒有真正的根莖葉等器官分化。真核藻繁衍方式多樣，無性生殖和有性生殖。2真菌門Eumycetes。真菌是特殊的生物類群，除少數(shù)單細胞類型如酵母菌，大多數(shù)真菌個體由菌絲纏繞構成，菌絲直徑約115m，長度很大可達數(shù)m，細胞之間有帶孔的橫隔，或者沒有橫隔，變成多核型單細胞菌。菌絲錯綜復雜地構成各樣外貌的真菌，總體稱為菌絲體。真菌有細胞核而沒有葉綠素，完全是異養(yǎng)型寄生、腐生或共生。其繁衍方式多種多樣，在各類孢子囊中產生的各型孢子傳播方便，在空氣中四處浮游，遇適宜環(huán)境即可萌生長出菌絲。3地衣門Lichenes。自養(yǎng)型的藍藻或綠藻與異養(yǎng)型的真菌共生體。真菌

18、菌絲構成各種外形的主體，吸收營養(yǎng)和水分，藻類混生其間或成層狀，進展光協(xié)作用。地衣順應才干很強，分布于陸地各種生境中。三苔蘚和蕨類植物1苔蘚植物門Bryophyta。苔蘚植物在高等植物中是較特殊的類群，它沒有完善的維管束，沒有根的分化只需簡單的假根，吸收功能全部由營養(yǎng)體外表執(zhí)行。苔蘚植物可以進展有性繁衍和無性世代交替。由于苔蘚植物的生長和繁衍還不能擺脫水的限制，又缺乏強大輸水才干和機械組織，軀體配子體皆很矮小，高的亦僅幾十厘米，多數(shù)生于較潮濕的環(huán)境，但有些種類可以生活在枯燥巖石上。苔蘚植物門分成苔綱和蘚綱。2蕨類植物門Pteridophyta。蕨類植物是體內首先出現(xiàn)維管束的植物，又是最早棄水登陸

19、的陸生植物。形狀特點：屬多年生草木，無種子，靠孢子繁衍在蕨類植物葉的反面即可見。生活習性：多生活在樹林下，陰濕山坡，也有些蕨類附生在熱帶雨林的喬木上，構成樹上長草的奇觀。現(xiàn)存蕨類植物幾乎均為草本，可分為裸蕨、石松、木賊和真蕨四大類，分布較廣，以濕熱環(huán)境最多，在熱帶尚有個別木本真蕨。四種子植物種子植物的代表特征是以種子進展繁衍。1裸子植物門Gymnospermae。由于胚珠裸露，由它轉化而成的種子也是裸露的，所以本類群稱為裸子植物。形狀特點：是維管植物中最先產生種子的一類植物，但種子無果皮維護，呈裸露形狀，故名裸子植物，如雪松等。多數(shù)裸子植物的葉呈針狀，曰針狀葉。許多是高大常綠的喬木。生活習性：

20、多生活在寒溫帶地域和高山地域。2被子植物Angiospermae。被子植物是植物界進化最高級的類群。形狀特點：種類占植物總數(shù)一半以上。具有艷麗的花朵和被果皮包裹的種子，故名被子植物。有的是高大喬木，如楊、櫟、桑樹等；有的是低矮的灌木，如月季等。有的是草本植物，如水稻、小麥等。生活習性，被子植物是一類進化程度最高的植物，種類非常之多，生長方式和營養(yǎng)方式多種多樣，所以對環(huán)境的順應才干很強。 三、植物的個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育個體發(fā)育是指某種生物從其生命的某個階段開場，經過萌生、生長、分化、發(fā)育、成熟和生殖等一系列形狀和生理的開展變化，再出現(xiàn)和開場那個發(fā)育階段一樣的第二代全過程。系統(tǒng)發(fā)育(phylogen

21、y)是指一種生物，或一個生物類群，在地球上的發(fā)生、開展演化和衰亡的歷史過程。系統(tǒng)發(fā)育有兩個根本過程：一是來源，即從無到有，普通以為一個新物種或新類群源出于某個祖先，經演進分化而來；另一個根本過程是類型從少到多，然后再行減少乃至部分類型滅絕的開展過程。個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育是推進生物進化的兩種不可分割的過程。個體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)育的前提和根底，新一代的個體，在個體發(fā)育中，既有承繼和堅持上一代個體特性的遺傳性，又有或多或少不同于上一代的變異性。在長期的自然選擇中，一些有利于種族生存的變異逐漸得到穩(wěn)定和開展，由量的積累而開展到質的飛躍。于是新的物種應運而生。這樣，系統(tǒng)發(fā)育也就向前開展了一步。另一方面，任何個

22、體發(fā)育也都受系統(tǒng)發(fā)育的影響和制約。也就是說，一種生物的個體發(fā)育，在很多方面受其祖先的遺傳物質所控制，而且在個體發(fā)育的過程中往往還重現(xiàn)其祖先的某些特征。第三節(jié) 植物進化與地球環(huán)境原核生物是地球生命的初始方式，其早期化石保管較少，且難識別。目前知的最古老的生物化石發(fā)如今非洲南部，存在于32億年前(太古代晚期或稱前寒武紀早期)構成的堆積巖中。 一、菌藻植物時代 化石證聽闡明，可以進展光協(xié)作用的藍藻在太古代晚期能夠曾經出現(xiàn)。 隨著原始的真核生物的出現(xiàn)，氧氣的積累加速。在氧氣增長的同時，碳酸巖堆積規(guī)模越來越大，闡明大氣圈中的CO2轉化為碳酸巖，從而使大氣圈的CO2含量下降，地球氣溫下降。由于冰川的構成或

23、融化，呵斥海平面的下降和上升，從而引起大規(guī)模的海退和海進，呵斥大面積淺灘、沼澤等環(huán)境多變的生境，為生物分化提供了豐富多樣的小生境。 另一方面，生物界本身也出現(xiàn)了進一步開展的新要素，其中最重要的新要素就是性別分化和減數(shù)分裂。 元古代晚期至古生代志留紀，即自真核生物出現(xiàn)到4億年前這一段，正是藻類急劇分化、開展和繁盛的時期，被稱為藻類時代?；涗涥U明，現(xiàn)代藻類中主要門類此時幾乎都曾經出現(xiàn)。元古代晚期出現(xiàn)的綠藻是很重要的高級藻類,以為它就是30萬種現(xiàn)有高等植物的遠祖。 二、蕨類植物時代 在距今約4億年的志留紀末期，地面的自然條件發(fā)生了艱苦變化。綠色植物制造大量氧氣使臭氧層增厚，地面上紫外線輻射進一步減弱。生存于濱?；驕\海潮汐地帶的藻類植物，為了順應新的生活環(huán)境，朝著多方向演化開展。某類綠藻的后裔逐漸加強了有利于其孢子體順應陸地環(huán)境的變異性能，終于舍水登陸，產生了最早的以裸蕨植物為代表的第一批陸生植物。 裸蕨是最古老的陸生植物之一，無真正的根。裸蕨植物的出現(xiàn)，使植物界延續(xù)了幾十億年的生存領域從水中擴展到了陸地，植物界的演化進入了一個和以前的歷史完全不同的新階段。人們把裸蕨植物為代表的在早、中泥盆世最為昌盛的時期稱為裸蕨植物時代。裸蕨植物的出現(xiàn)是植物界在漫長的演化過程中發(fā)生的最艱苦的事件之一，是又一次宏大的飛躍。 許多