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1、第七章第七章 生物多样性和植物分类及命名生物多样性和植物分类及命名7.1 什么是生物多样性7.2 生物多样性公约7.3 保护生物多样性的意义7.4 植物的分类7.5 植物命名法7.6 植物界的基本类群7.1 什么是生物多样性生物多样性(Biodiversity)： 一般地说，它是指地球上生命的所有变异。也就是说，生物多样性包括数以百万计的动物、植物和微生物；也包括生物与其环境所形成的生态复合体，如物种的种群、生物群落和生态系统。生物多样性包括：n物种多样性n遗传多样性 n生态系统多样性n 物种多样性 物种多样性是用一定空间范围物种数量的分布频率来衡量的，它通常又包括整个地球的空间范围。 n 遗
2、传多样性遗传的多样性指同一个物种内基因型的多样性。是衡量一个种内变异性的概念。由DNA双螺旋长链组成染色体 (左上）DNA序列测定的电泳胶分析图（右上）几种生物部分同源片段DNA序列比较（下）n 生态系统多样性为适应在不同环境下生存，各种生物与环境又构成了不同的生态系统生态系统(ecosystem)，这就是生命的家园。生态系统的结构、功能、平衡及调节机制千差万别是生物多样性的重要内容。维护地球生命的过程是由多样性的生命来完成的。生物多样性是地球上生物经过几十亿年发展进化的结果，它们的未知潜力为人类的生存和持续发展显示了不可估量的美好前景。全球物种数目全球物种数目 (Heywood et al.
3、 1995)类群类群 已描述数目已描述数目( (万种万种) ) 估计数目估计数目( (万种万种) )病毒病毒 0.4 40 0.4 40细菌细菌 0.4 100 0.4 100真菌真菌 7.2 150 7.2 150原生动物原生动物 4.0 20 4.0 20藻类藻类 4.0 40 4.0 40高等植物高等植物 27.0 32 27.0 32线虫线虫 2.5 40 2.5 40甲壳动物甲壳动物 4.0 15 4.0 15蜘蛛类蜘蛛类 7.5 75 7.5 75昆虫昆虫 95.0 800 95.0 800软体动物软体动物 7.0 20 7.0 20脊椎动物脊椎动物 4.5 5 4.5 5其他其他
4、 11.5 25 11.5 25总计总计 175.0175.0 13621362已发现和命名 植物 昆虫脊椎动物共有 2,000,000 2,000,000 种种 270,000 270,000 种种 950,000 950,000 种种 50,000 50,000 种种5,000,000 - 30,000,000 5,000,000 - 30,000,000 种种生物多样性的价值生物多样性的价值直接利用价值直接利用价值生态功能价值生态功能价值科学研究价值科学研究价值文化美学价值文化美学价值提供了人类生存所需要的基本食物生物多样性在人类的卫生保健事业上起着不可估量的作用生物多样性还为人类提供了
5、多种多样的工业原料生物多样性对现代科学技术的发展还具有特殊的贡献生物多样性的间接价值也可看作环境资源的价值，包括有能量固定、调节气候、稳定水文、保护土壤、储存必须的营养元素，促进元素循环、对污染物质吸收分解作用、对于维持进化过程和环境效益也有重要意义生物多样性在自然环境娱乐-美学，社会文化、科学、教育、精神及历史方面均具重要价值7.2 生物多样性公约1992年，150多个国家的首脑云集巴西里约热内卢联合国环境与发展大会，签署了全球的生物多样性公约。该公约1993年12月正式生效。1992年6月，中国总理代表中国签署了生物多样性公约，同年11月，七届人大28次会议审议批准了该公约，中国成为率先加
6、入生物多样性公约的国家之一。中国积极参与国际社会的生物多样性保护行动，中国政府又相继签署了湿地公约、濒危野生动植物国际贸易公约、联合国防治荒漠化公约等国际公约。生物多样性公约包括序言、42条协议条款和查明与监测、仲裁与调解两个附件。其中序言部分强调了缔约国达成的共识。7.3 保护生物多样性的意义 全球每分钟每分钟每分钟每分钟：损失耕地40公顷、损失森林21公顷、11公顷良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85万吨；有300个婴儿出生；有28人死于环境污染！近400年里，484万种动物灭绝，随着世界人口的爆炸，经济的发展，物种灭绝的速度还要加快！专家预计：从1990年到2015年，世界上将有60万到
7、240万种生命灭绝！1999年国际植物大会： 人类活动破坏了地球将近一半的陆地, 正导致自然界的动植物加速走向灭绝,如果这种情况持续下去, 估计下世纪后半叶, 将有三分之一至三分之二的物种从地球上消失！7.3 保护生物多样性的意义 一个基因可能关系到一种生物的兴衰，一个物种可能影响一个国家的经济命脉，一个生态系统可能改变一个地区的面貌。保护生物保护生物多样性就多样性就是保护人是保护人类自己！类自己！我国生物多样性特点中国是生物多样性较高的国家，居世界第八位，北半球的第一位。1.物种多样性高度丰富植物区系的种类数目共有30000种，仅次于马来西亚（45000种)和巴西（40000种），居世界第三
8、。其中苔藓植物106科，占世界科数额70%，蕨类植物52科2600种，分别占世界科数的80%和种数的26%，木本植物8000种，其中乔木约2000种，全世界裸子植物共12科71属750种，中国就有11科34属240种，针叶树的总种数占世界同类植物37.8%，被子植物占世界总科、属的54%和24%2.中国生物物种的特有性高拥有大量特有珍稀的物种和孒遗物种，如素有活化石之称的水杉、银杉等，且还有许多特有科属。分布局限在很小的特定生境中。3.生物区系起源古老中国古地理的优越环境成为古老物种赖以生存的避难所，或是新生孤立类群的发源地，许多古老物种都有明显的区域特征。4.经济物种异常丰富重要的野生经济植
9、物3000多种，纤维类植物440余种，淀粉原料植物150余种，蛋白质和氨基酸植物260种，油脂植物370余种，芳香油植物290余种，药用植物5000余种，用材树种300多种，还有树脂树胶类植物，橡胶类植物，鞣料植物等，有杀虫效果的植物500种，多种具经济价值的微生物，包括700种野生食用真菌，380种药用菌，300种菌丝体等。7.4 植物的分类 n 分类学是认识生物多样性的基础对自然界多样性的生物进行分类主要有3类方法：形态学方法、遗传进化法、进化分类法(一一) 人人为为分分类类和和自自然然分分类类 瑞典植物学家林奈瑞典植物学家林奈(Karl von Linne, 17071778年年) 于于
10、1735年出版年出版“ 自然系统自然系统” (System Nature) 这一名著。这一名著。一、分类学的发展一、分类学的发展林奈在前人经验的基础上。建立新的动、林奈在前人经验的基础上。建立新的动、植物的分类系统，并制订了一个统一的生物命植物的分类系统，并制订了一个统一的生物命名法即双名法名法即双名法(binomial menclature)(binomial menclature)。他的分类系统包括纲他的分类系统包括纲(class)(class)、目、目(order)(order)、科科(genus)(genus)、种、种(species) 4(species) 4个等级。他给每一个等级。
11、他给每一个生物定一个属名和一个种名。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的分类系统不可能反映各种生物在进化上的地位位人为的分类系统人为的分类系统。 不足之处达尔文达尔文(Darwin,1809(Darwin,18091882)1882)在在18591859年发表年发表物种起源，创立进化论。物种起源，创立进化论。认为一个自然类群的成员是由一个共同祖认
12、为一个自然类群的成员是由一个共同祖先产生，在自然界中生物的变异是不连续，但先产生，在自然界中生物的变异是不连续，但是存在着，生物永远在发展进化之中。是存在着，生物永远在发展进化之中。 分类学不仅局限于鉴定物种，确定其等分类学不仅局限于鉴定物种，确定其等级成为分类系统，而且还须研究植物种间级成为分类系统，而且还须研究植物种间亲缘亲缘关系关系及整个生物界及整个生物界系统发育系统发育的演化过程，从而的演化过程，从而使人们对分类学的概念使人们对分类学的概念从静止状态的创造从静止状态的创造论转变为动态的进化论论转变为动态的进化论。海海格格尔尔(Haeckel(Haeckel，183418341919)1
13、919)创创造造“进进化化树树”。这种这种“ “ 进化树进化树”并没有全盘打乱旧分类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，群间加一条联线以表示它们之间的亲缘关系，但仍存有一些不合理现象。但仍存有一些不合理现象。2020世纪世纪4040年代赫胥黎年代赫胥黎(Huxley)(Huxley)在他的新在他的新系统学中，以系统学中，以种群分类种群分类概念概念代替代替模式分类模式分类概概念念。在此之前，生物分类是根据个别的模式标。在此之前，生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本作
14、为种的鉴定，因而把个体当作基本的分类单位。单位。除用形态特征作为分类性状外，还用生态、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，以生物学概念替代纯形态概念。类依据，以生物学概念替代纯形态概念。19631963年年SneathSneath和和SokalSokal联联合合出出版版数数值值分分类类学学原原理理，提提出出用用数数学学方方法法来来分分种种和和高高级级阶阶元元。对对所所研研究究的的生生物物类类群群的的许许多多性性状状加加以以数数值值化化，再再用用电电子子计计算算机机运运算算、对对比比和和统统计计分分析析以以
15、此此表表明明它它们们之之间间的的相相似似程度来分类。程度来分类。( (二二) ) 细胞分类细胞分类应用细胞学特征进行物种分类称为细胞分应用细胞学特征进行物种分类称为细胞分类学类学(cytotaxonomy)(cytotaxonomy)。较多的是核型分析，如染色体的数目、形较多的是核型分析，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，染色体的带型置及其臂长，染色体的带型( (染色体经染色在染色体经染色在一定部位显示出不同的横带一定部位显示出不同的横带) )等特征。等特征。( (三三) ) 生化分类生化分类1. 1. 蛋白电泳分析蛋
16、白电泳分析分子生物学家发现，两个物种的蛋白质大分子生物学家发现，两个物种的蛋白质大分子长链的氨基酸排列相同部分愈多，它们的分子长链的氨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。差异就愈少，其亲缘关系也愈近。将待检物种的提取液进行聚丙烯酰胺凝胶将待检物种的提取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。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。带数之间的比值，得出物种的相似系数
17、。2. 2. 生物大分子比较生物大分子比较细胞色素细胞色素C C是一个具有是一个具有104112104112个氨基酸的个氨基酸的多肽分子，从进化上看，细胞色素多肽分子，从进化上看，细胞色素C C是很保守是很保守分子分子. .据估计据估计, , 它的氨基酸顺序每它的氨基酸顺序每200200万年才发万年才发生生1 1的改变。的改变。不同生物的细胞色素不同生物的细胞色素C C中氨基酸的组成和中氨基酸的组成和顺序反映这些生物之间的亲缘关系。顺序反映这些生物之间的亲缘关系。根据细胞色素根据细胞色素C C分子的氨基酸顺分子的氨基酸顺序制出的系统树序制出的系统树二、植物分类的基本单位和阶层系统 界植物界Re
18、gnum vegetable 门 -phyta被子植物门Angiospermae 纲-opsida, -eae双子叶植物纲（木兰纲） Dicotyledoneae(Magnoliopsida) 目-ales蔷薇目Rosales 科-aceae蔷薇科Rosaceae 属-a, -um, -us蔷薇属Rosa 种多花蔷薇Rosa multiflora Thunb.n 生物分类的阶层种种种种(species)(species)(species)(species)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物。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
19、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属属属属(genus)(genus)(genus)(genus)。n 生物种的概念7.5 植物命名法双名法瑞典博物学家林奈(C. Linnaeus)创立每一种植物的种名，都由两个拉丁词或拉丁化形式的字构成第一个词是属名，相当于“姓”，词性：名词第二个词是种加词，相当于名，词性：形容词学名后面加上最早给这个植物命名的作者名的缩写完整学名：属名+种加词+命名人名缩写如银杏：Ginkgo biloba L.三名法：属名+种加词+亚种或变种加词如中国沙棘：Hippophae rhamnoides L.subsp.sinensis Rousi7.6 植物界的基本类群期待着你的探索期待着你的探索.
