1、第十章第十章 生物多样性生物多样性概述:概述:概述:概述:生物多样性的概念和特点生物多样性的概念和特点生物多样性的概念和特点生物多样性的概念和特点 生物分类方法生物分类方法生物分类方法生物分类方法 生物的命名生物的命名生物的命名生物的命名 生物的分界生物的分界生物的分界生物的分界 原核生物界原核生物界原核生物界原核生物界 原生生物界原生生物界原生生物界原生生物界 植物界植物界植物界植物界 动物界动物界动物界动物界(自学自学自学自学)一、概述:一、概述:(一)(一)生物多样性的概念及内容生物多样性的概念及内容概念:概念:概念:概念:所有来源的所有来源的所有来源的所有来源的形形色色生物体形形色色生
2、物体形形色色生物体形形色色生物体,包括陆地、,包括陆地、,包括陆地、,包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体,综合体,综合体,综合体,也包括也包括也包括也包括物种内部物种内部物种内部物种内部、物种之间物种之间物种之间物种之间和和和和生态生态生态生态系统系统系统系统的多样性。的多样性。的多样性。的多样性。生物多样性内容生物多样性内容:1 1、物种多样性:、物种多样性:2 2、遗传多样性:、遗传多样性:3 3、生态系统多样性:、生态系统多样性:1 1、物种多样性:、物种
3、多样性:地球上的生命多种多样,丰富多地球上的生命多种多样,丰富多地球上的生命多种多样,丰富多地球上的生命多种多样,丰富多彩:彩:彩:彩:如:从病毒到重达如:从病毒到重达如:从病毒到重达如:从病毒到重达150t150t150t150t的鲸;的鲸;的鲸;的鲸;从蜗牛到猎豹;从蜗牛到猎豹;从蜗牛到猎豹;从蜗牛到猎豹;植物借助于风、水和动物植物借助于风、水和动物植物借助于风、水和动物植物借助于风、水和动物 的迁移把自己的后代送向的迁移把自己的后代送向的迁移把自己的后代送向的迁移把自己的后代送向 远方;苔藓植物有远方;苔藓植物有远方;苔藓植物有远方;苔藓植物有13000130001300013000种种
4、种种 之多之多之多之多 大自然中每一个物种都是独特大自然中每一个物种都是独特大自然中每一个物种都是独特大自然中每一个物种都是独特的,构成了物种的多样性的,构成了物种的多样性的,构成了物种的多样性的,构成了物种的多样性地球诞生到现在地球诞生到现在地球诞生到现在地球诞生到现在45454545亿年亿年亿年亿年,究竟有多究竟有多究竟有多究竟有多少种生物少种生物少种生物少种生物?科学家每年科学家每年发现的新物种有的新物种有1.5万万个个,这一一速度没有减速度没有减缓的迹象的迹象;已已经命名并且分命名并且分类的有的有130万个物种万个物种;莫拉、沃姆两人采用新的分析方法,判莫拉、沃姆两人采用新的分析方法,
5、判定地球定地球总共共拥有有870万个物种万个物种,误差浮差浮动为130万,万,发表在表在PloS Biology上。上。2 2、遗传多样性:、遗传多样性:遗传多样性指同一物种内遗传多样性指同一物种内基因型基因型的多样性,的多样性,是是衡量衡量种内变异种内变异的概念。的概念。组成生命的细胞中,组成生命的细胞中,DNADNA是遗传物质,是遗传物质,由由4 4种碱种碱基(基(basebase)在)在DNADNA长链上不同的排列组合,决长链上不同的排列组合,决定了基因与遗传的多样性。定了基因与遗传的多样性。如:在人类如:在人类DNADNA长链上有约长链上有约3 3万个基因,它记万个基因,它记录了我们祖
6、先的密码。录了我们祖先的密码。3 3、生态系统多样性、生态系统多样性 各种各种生物与环境构成了不同的生态系统生物与环境构成了不同的生态系统(ecosystemecosystem)。)。在不同的生态系统中,在不同的生态系统中,各种生物通过各种生物通过复杂的生复杂的生物链物链获取食物和传递能量,同时完成物质的循获取食物和传递能量,同时完成物质的循环。环。生态系统的结构、功能、平衡及调节机制千差生态系统的结构、功能、平衡及调节机制千差万别是生物多样性的重要内容。万别是生物多样性的重要内容。(二)生物分类学(二)生物分类学16世纪 李时珍李时珍:“本草纲目本草纲目”:“:“部部”植物:草、谷、菜、果、
7、木植物:草、谷、菜、果、木动物:虫、鳞、介、禽、兽动物:虫、鳞、介、禽、兽 人人 18世纪 林奈林奈(瑞典):“自然系统自然系统”纲纲classclass、目、目orderorder、属、属genusgenus、种、种speciesspecies现代分类等级:现代分类等级:界kingdom、门phylum、纲class、目order、科family、属genus、种species现代生物分类学现代生物分类学 1 分类方法:分类方法:形态学方法:形态学方法:根据生物主要形态特征的异同对根据生物主要形态特征的异同对 生物进行归类。生物进行归类。遗传进化关系分类法:遗传进化关系分类法:只强调生物之间
8、只强调生物之间遗传进遗传进 化化的关系的关系,注重研究一组生物多久注重研究一组生物多久 以前从另一类生物中分支出来。以前从另一类生物中分支出来。经典的进化分类法:经典的进化分类法:既考虑生物进化分支的时既考虑生物进化分支的时 间,又注重生物形态特征的异同。间,又注重生物形态特征的异同。遗传进化关系分类法遗传进化关系分类法经典的进化分类法经典的进化分类法2 2 生物种的概念:生物种的概念:种(种(speciesspecies,物种):,物种):是生物基本的分类单元。是生物基本的分类单元。是形态、结构、发育特征、生态功能和生是形态、结构、发育特征、生态功能和生 态分布基本相同的一群生物。态分布基本
9、相同的一群生物。种起源于共同的祖先种起源于共同的祖先,极近似的形态特征,能极近似的形态特征,能自然自然交配交配,产生正常(可育)后代的个体产生正常(可育)后代的个体。3 3 生物分类阶层生物分类阶层 根据生物异同程度、亲缘关系远近,使用不根据生物异同程度、亲缘关系远近,使用不同等级特征,将生物逐级分类:同等级特征,将生物逐级分类:界(界(KingdomKingdom)门门 (Phylum)(Phylum)纲纲 (Class)(Class)目目 (Order)(Order)科科 (Family)(Family)属属 (Genus)(Genus)种种 (Specis)(Specis)动物界植物界脊
10、索动物门哺乳纲食肉目猫科犬科猫属豹属豹猫虎狼狗犬属被子植物门 双子叶植物纲 白菜花目 十字花科 芸苔属 花菜 油菜 茄目 茄科萝卜属 萝卜辣椒属 辣椒4 4、生物的命名、生物的命名双名法(双名法(Bionomial nomenclatre)Bionomial nomenclatre)用用拉丁文拉丁文表示属名和种名表示属名和种名 属名属名(名词,第一字母大写,斜体)(名词,第一字母大写,斜体)种名种名(形容词(形容词,字母均小写,斜体)字母均小写,斜体)人姓氏人姓氏(字母大写,正体)(字母大写,正体)如:马铃薯学名如:马铃薯学名 Solanum tuberosumSolanum tuberosu
11、m L.(Linn)L.(Linn)五界系五界系统原核生物界(原核生物界(Prokaryolae)Prokaryolae)原生生物界(原生生物界(Protista)Protista)植物界(植物界(Plantae)Plantae)真菌界(真菌界(Fungi)Fungi)动物界(物界(Animalia)Animalia)六界系六界系统古古细菌界(甲菌界(甲烷菌、嗜菌、嗜热嗜酸菌)嗜酸菌)真真细菌界(古菌界(古细菌以外的其它原核生物)菌以外的其它原核生物)原生生物界原生生物界植物界植物界真菌界真菌界动物界物界5 5、生物的分界、生物的分界原核生物界原生生物界植物界动物界真菌界无界分类系统无界分类系
12、统特征特征类别类别代表生物代表生物作用或用途作用或用途 原核生物界原核生物界 MoneraMonera无明显的细胞核,无膜无明显的细胞核,无膜包被的细胞器,都是一包被的细胞器,都是一些微小的单核生物些微小的单核生物古细菌、细菌、古细菌、细菌、蓝细菌等蓝细菌等大肠杆菌、大肠杆菌、螺旋藻螺旋藻有机物的降解;自养有机物的降解;自养或异养;工业发酵,或异养;工业发酵,造成水体污染,致病,造成水体污染,致病,提供单细胞蛋白及生提供单细胞蛋白及生物工程材料。物工程材料。原生生物界原生生物界ProtistaProtista真核细胞,单细胞或多真核细胞,单细胞或多细胞群体,大部分生活细胞群体,大部分生活在水环
13、境中在水环境中原生动物类、原生动物类、真核藻类、真核藻类、粘菌粘菌草履虫、草履虫、小球藻小球藻有的行光合作用,是有的行光合作用,是还养活湖泊中的原初还养活湖泊中的原初生生产者,有的是古生生产者,有的是古代石油来源代石油来源真菌界真菌界FungiFungi真核细胞,无叶绿素,真核细胞,无叶绿素,不能光合作用,行腐蚀不能光合作用,行腐蚀营养营养霉菌、子囊菌、霉菌、子囊菌、担子菌担子菌青霉、青霉、木耳、木耳、猴头菇猴头菇降解有机物,致病,降解有机物,致病,作物病害,制药,食作物病害,制药,食品等品等植物界植物界PlantaePlantae真核、多细胞,具有根、真核、多细胞,具有根、茎、叶和繁殖器官的
14、分茎、叶和繁殖器官的分化,光合自养化,光合自养苔藓植物、蕨类苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、植物、裸子植物、被子植物被子植物各种植物各种植物吸收二氧化碳,放出吸收二氧化碳,放出氧气;与人类衣食住氧气;与人类衣食住行联系密切行联系密切动物界动物界AnimaliaAnimalia真核、多细胞,异养,真核、多细胞,异养,无细胞壁,大多数组织无细胞壁,大多数组织和器官发达,能运动和器官发达,能运动海绵动物、腔肠海绵动物、腔肠动物、环节动物、动物、环节动物、软体动物、节肢软体动物、节肢动物、脊索动物动物、脊索动物各种动物各种动物吸收氧气,放出二氧吸收氧气,放出二氧化碳;有的是高蛋白化碳;有的是高蛋白食物的
15、主要来源食物的主要来源五界分类系统的主要特征和作用五界分类系统的主要特征和作用二、原核生物界二、原核生物界 分布广,缺少细胞核和由膜包被的分布广,缺少细胞核和由膜包被的细胞器细胞器;营养方式多种营养方式多种(自养自养和和异养异养):自养的原核生物:自养的原核生物从无机的从无机的CO2CO2或其他无机物中获得碳源;根据其或其他无机物中获得碳源;根据其能量的来源不同分为能量的来源不同分为光能自养光能自养和和化能自养化能自养。微生物微生物巴斯德巴斯德18901890年:巴斯德,科赫等奠年:巴斯德,科赫等奠定了现代微生物学的基定了现代微生物学的基 础,础,提出引起各种腐败、疾病提出引起各种腐败、疾病的
16、原因都是微生物。的原因都是微生物。微生物微生物(Microorganism,microbe)(Microorganism,microbe)是指一大类形体微小、结是指一大类形体微小、结构简单的低等生物的总称。构简单的低等生物的总称。三个要点三个要点:小:小:观察借助光镜;测量单位为微米观察借助光镜;测量单位为微米 (0.5-200.5-20)或纳米)或纳米 简:简:简单多细胞简单多细胞;单细胞单细胞;无细胞结构无细胞结构 低:低:进化程度低,为原始的生命形式进化程度低,为原始的生命形式 微生物的特点微生物的特点(一)微生物的种类(一)微生物的种类1 1 原核生物原核生物 细菌、放线菌、衣原体、支
17、原体、细菌、放线菌、衣原体、支原体、蓝细菌;蓝细菌;2 2 真核生物真核生物 真菌(霉菌、酵母菌)、原生动物、真菌(霉菌、酵母菌)、原生动物、藻类;藻类;3 3 非细胞生物非细胞生物 病毒、类病毒病毒、类病毒,朊病毒等;朊病毒等;微生物微生物 小的直观感觉小的直观感觉真核细胞型真核细胞型真核细胞型真核细胞型原核细胞型原核细胞型原核细胞型原核细胞型电镜电镜电镜电镜微生物的相对大小微生物的相对大小微生物的相对大小微生物的相对大小肉眼肉眼肉眼肉眼光学显微镜光学显微镜光学显微镜光学显微镜可见范围可见范围可见范围可见范围病毒病毒病毒病毒微生物的特点微生物的特点个体最小,比面值最大个体最小,比面值最大 (
18、比面值(比面值=面积面积/体积体积)比面值比面值:设设:人人=1;=1;大肠杆菌大肠杆菌(E.coliE.coli)=30,000)=30,000;有利于物质交换和能量、信息的交换;有利于物质交换和能量、信息的交换;微生物一系列属性均与此特点密切相关微生物一系列属性均与此特点密切相关微生物的生物学之最微生物的生物学之最形态最简形态最简代谢能力最强代谢能力最强食谱最杂食谱最杂繁殖最快繁殖最快数量最多数量最多分布最广分布最广种类最多种类最多变异最易变异最易形态最简形态最简代谢能力最强代谢能力最强生物界的普遍规律生物界的普遍规律:某生物个体越小某生物个体越小,其其单位体重消耗的食物越多单位体重消耗的
19、食物越多;3 3克地鼠每天消耗与克地鼠每天消耗与体重等重体重等重的粮食的粮食;1 1克闪绿蜂鸟每天消耗克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重两倍于体重的粮食的粮食;大肠杆菌大肠杆菌每小时消耗每小时消耗20002000倍于体重倍于体重的糖的糖;食谱最杂食谱最杂从无机物到有机物从无机物到有机物;从无毒物到有毒物从无毒物到有毒物;从结构简单到结构复从结构简单到结构复杂的物质杂的物质,微生物都微生物都能利用和降解能利用和降解.光合细菌光合细菌繁殖最快繁殖最快大肠杆菌大肠杆菌3737培养在牛奶中培养在牛奶中,12.5 min,12.5 min即即可分裂一次可分裂一次;一般培养液的菌浓度为一般培养液的菌浓度为101
20、08 8-10-109 9个个/ml/ml。2424小时产生小时产生7272代代数量最多数量最多如如:人体的肠道中始终寄居着人体的肠道中始终寄居着100-400100-400种种微生物微生物,为肠道正常菌丛为肠道正常菌丛,总数可达总数可达100100万万亿亿。分布最广分布最广如如:万米深海万米深海的硫细菌的硫细菌 8585公里公里高空的微生物高空的微生物 地层下地层下128128米和米和427427米米的沉积岩中的细菌的沉积岩中的细菌种类多种类多最易变异最易变异突变频率一般为突变频率一般为1010-5-51010-10-10,因其繁殖快因其繁殖快,数量多数量多,与外界环境直接接触与外界环境直接
21、接触,因而在短因而在短时间内可出现大量变异的后代时间内可出现大量变异的后代.如如:流感病毒流感病毒此外此外,微生物还具有微生物还具有抗性最强、休眠最长、抗性最强、休眠最长、起源最早、发现最晚起源最早、发现最晚等特点等特点.(二)(二)细菌的基本特点细菌的基本特点体小而细体小而细壁坚而韧壁坚而韧 二等分裂二等分裂水生性强水生性强单细胞原核微生物单细胞原核微生物细菌的形状细菌的形状球菌:球菌:单球、双球、单球、双球、链球、葡萄球菌链球、葡萄球菌杆菌:杆菌:短杆、长杆、短杆、长杆、棒杆、梭杆等。棒杆、梭杆等。螺菌:螺菌:弧菌、螺旋弧菌、螺旋菌、螺旋体等。菌、螺旋体等。自然界中自然界中:杆菌:杆菌 球
22、菌球菌 螺菌螺菌 其他菌其他菌细菌的结构细菌的结构 基本结构基本结构:细胞壁细胞壁;细胞膜细胞膜;细胞质细胞质;核质体核质体;特殊结构特殊结构:荚膜荚膜;芽孢芽孢;质粒,质粒,鞭毛鞭毛;培培 养养 特特 征征固体培养基上固体培养基上:菌落菌落(colony):(colony):指微生物指微生物细胞在一定条件下细胞在一定条件下,在固在固体培养基表面形成的肉体培养基表面形成的肉眼可见的微生物群体眼可见的微生物群体.若若来自一个细胞来自一个细胞,则为纯培则为纯培养或称克隆养或称克隆(clone)(clone)。菌苔菌苔(lawn):(lawn):大量细菌的大量细菌的菌落联成一片。菌落联成一片。罗伯罗
23、伯柯霍柯霍(德德)常见的细菌性传染病常见的细菌性传染病伤寒伤寒伤寒杆菌伤寒杆菌霍乱霍乱霍乱弧菌霍乱弧菌白喉白喉白喉杆菌白喉杆菌白日咳白日咳白日咳杆菌白日咳杆菌细菌性痢疾细菌性痢疾痢疾杆菌痢疾杆菌流行性脑脊髓膜炎流行性脑脊髓膜炎脑膜炎球菌脑膜炎球菌细菌性食物中毒细菌性食物中毒肠胃型:多种细菌肠胃型:多种细菌 神经型:肉毒杆菌神经型:肉毒杆菌炭疽炭疽炭疽杆菌炭疽杆菌病原细菌的致病力病原细菌的致病力 吸附和侵入能力吸附和侵入能力吸附和侵入能力吸附和侵入能力 侵袭力侵袭力侵袭力侵袭力 繁殖和扩散能力繁殖和扩散能力繁殖和扩散能力繁殖和扩散能力 毒力毒力毒力毒力 对寄主防御机能的抵抗力对寄主防御机能的抵抗
24、力对寄主防御机能的抵抗力对寄主防御机能的抵抗力病原菌病原菌 内毒素内毒素内毒素内毒素(脂多糖(脂多糖(脂多糖(脂多糖,细菌死亡裂解时释放)细菌死亡裂解时释放)细菌死亡裂解时释放)细菌死亡裂解时释放)毒素毒素毒素毒素 外毒素外毒素(外泌毒素,荚膜)(外泌毒素,荚膜)(外泌毒素,荚膜)(外泌毒素,荚膜)侵入数量:侵入数量:不同的病原菌有不同的致病剂量不同的病原菌有不同的致病剂量 侵入门径:侵入门径:呼吸道,消化道,皮肤伤口,多种途径呼吸道,消化道,皮肤伤口,多种途径 病原细菌的致病力病原细菌的致病力细菌的细菌的繁殖能力繁殖能力:20206060分钟增殖一代分钟增殖一代细菌的细菌的扩散能力扩散能力:
25、分泌水解酶分泌水解酶(透明质酸酶,透明质酸酶,胶原酶血浆凝固酶等)胶原酶血浆凝固酶等)细菌的细菌的抵抗力抵抗力:链球菌溶血素链球菌溶血素 碳疽芽孢杆菌攻击素碳疽芽孢杆菌攻击素 病原细菌的致病力病原细菌的致病力 毒素毒素 细菌通常能产生细菌通常能产生两种毒素:两种毒素:内毒素内毒素endotoxinendotoxin和和外毒素外毒素exotoxinexotoxin。细菌致病的主要原因是由细菌致病的主要原因是由外毒素造成的外毒素造成的。这些毒素。这些毒素或属于酶、或属于酶原,与体内易感细胞后,经蛋或属于酶、或属于酶原,与体内易感细胞后,经蛋白酶部分水解变成毒性很强的酶,白酶部分水解变成毒性很强的酶
26、,破坏机体正常的破坏机体正常的代谢过程或正常的生理过程代谢过程或正常的生理过程。抑菌的方法:抑菌的方法:干扰细胞壁的合成干扰细胞壁的合成(青霉素青霉素)扰乱产生蛋白质的核糖体扰乱产生蛋白质的核糖体(红霉素红霉素)干扰干扰DNADNA的合成的合成(诺氟沙星诺氟沙星)人体中定居的细菌人体中定居的细菌(微生态)(微生态)人体的皮肤、口腔、肠道中都有细菌长期人体的皮肤、口腔、肠道中都有细菌长期存在,被称为正常菌群,它们构成人体内存在,被称为正常菌群,它们构成人体内的正常微生物区系。的正常微生物区系。成人体内的细菌数为成人体内的细菌数为1.21.2千克,约千克,约100100万亿万亿。肠道中的细菌种类约
27、肠道中的细菌种类约400400500500种,人粪便种,人粪便的的1/31/3为细菌。这些细菌可分为为细菌。这些细菌可分为3 3类:类:有益菌:双歧杆菌、嗜酸乳杆菌有益菌:双歧杆菌、嗜酸乳杆菌中间菌:粪链球菌、大肠杆菌中间菌:粪链球菌、大肠杆菌有害菌:葡萄球菌、假单孢菌有害菌:葡萄球菌、假单孢菌有益菌的作用有益菌的作用抵制致病菌的入侵抵制致病菌的入侵抑制致病菌的生长繁殖抑制致病菌的生长繁殖帮助增加人体的营养帮助增加人体的营养促进肠道的蠕动促进肠道的蠕动分解体内的有害物质分解体内的有害物质增强免疫功能增强免疫功能如何增加体内的有益菌如何增加体内的有益菌补充一些有益菌补充一些有益菌改善肠道的环境条
28、件改善肠道的环境条件不滥用抗菌素不滥用抗菌素 人体、动物体内有益的细菌主要有:人体、动物体内有益的细菌主要有:酪酸梭菌酪酸梭菌、乳酸菌乳酸菌、双歧杆菌双歧杆菌、嗜酸乳嗜酸乳杆菌杆菌、放线菌放线菌、酵母菌酵母菌等。等。(三(三)放线菌放线菌(Actinomycetes)(Actinomycetes):具有丝状分枝细胞的细菌具有丝状分枝细胞的细菌以单细胞丝状体生长,以单细胞丝状体生长,以孢子方式繁殖的陆生性强的以孢子方式繁殖的陆生性强的G G+原核细菌类微生物。原核细菌类微生物。除少数放除少数放线菌属的放菌属的放线菌菌对人人类有害外有害外,大部大部分放分放线菌菌对人人类有益有益,许多的抗生素来自于
29、放多的抗生素来自于放线菌菌,如如:链霉素霉素、卡那霉素卡那霉素(链霉菌属)霉菌属)利福霉素利福霉素(诺卡氏菌属)卡氏菌属)庆大霉素大霉素(小(小单孢菌属)菌属)(四四)病病 毒毒病毒是一病毒是一类形体形体极其微小极其微小、结构构十分十分简单、侵染特定活性胞侵染特定活性胞的的遗传因子因子。I.I.病毒的发现及病毒学的发展病毒的发现及病毒学的发展18861886年,德国人年,德国人MayerMayer证明证明TMVTMV病叶中有感染性因病叶中有感染性因子子Dmitry IvanovskyDmitry IvanovskyDmitry IvanovskyDmitry Ivanovsky:1892:18
30、92:1892:1892年:年:年:年:IvanovskyIvanovskyIvanovskyIvanovsky在研究在研究在研究在研究烟草花叶病时发现,烟草花叶病时发现,烟草花叶病时发现,烟草花叶病时发现,病叶的病叶的病叶的病叶的提取液提取液提取液提取液经过细经过细经过细经过细 菌滤器过滤后,仍然菌滤器过滤后,仍然菌滤器过滤后,仍然菌滤器过滤后,仍然 具有使健康植株染病具有使健康植株染病具有使健康植株染病具有使健康植株染病 的能力他找到了的能力他找到了的能力他找到了的能力他找到了病毒病毒病毒病毒 BeijerinckBeijerinck:真正发现了病毒:真正发现了病毒18981898年:年:
31、BeijerinckBeijerinck进行了进行了 IvanovskyIvanovsky的同样的的同样的实验,得到类似的结果。实验,得到类似的结果。在在18991899年发表的论文中,他年发表的论文中,他 提出:提出:烟草花叶病的病原是烟草花叶病的病原是 一种新的,非细胞性的物质,一种新的,非细胞性的物质,它不能独立繁殖,只能依赖它不能独立繁殖,只能依赖 活的组织进行繁殖。活的组织进行繁殖。2.2.病毒的现代概念病毒的现代概念亚显微亚显微亚显微亚显微 (10(10(10(101000nm)1000nm)1000nm)1000nm)非细胞结构非细胞结构非细胞结构非细胞结构专性活物寄生专性活物寄
32、生专性活物寄生专性活物寄生特殊的增殖特性特殊的增殖特性特殊的增殖特性特殊的增殖特性只有一种核酸(只有一种核酸(只有一种核酸(只有一种核酸(RNARNARNARNA或或或或DNADNADNADNA),并都有遗传活性。),并都有遗传活性。),并都有遗传活性。),并都有遗传活性。无蛋白质合成和能量代谢的机制无蛋白质合成和能量代谢的机制无蛋白质合成和能量代谢的机制无蛋白质合成和能量代谢的机制大分子核蛋白结晶大分子核蛋白结晶大分子核蛋白结晶大分子核蛋白结晶A.A.病毒是生命之最病毒是生命之最种类最多:种类最多:每种生物都有病毒,而且往每种生物都有病毒,而且往往不止一种。人中至少有病毒近百种,往不止一种。
33、人中至少有病毒近百种,烟草中有病毒至少烟草中有病毒至少2424种。种。最为多样:最为多样:基因组除双链基因组除双链DNADNA外,还有单外,还有单链链DNADNA,单链和双链,单链和双链RNARNA,还有反转录,还有反转录数量最多:数量最多:据估计:每毫升海水含病毒据估计:每毫升海水含病毒颗粒:颗粒:一千万个。一千万个。B.B.病毒的形态与结构病毒的形态与结构每一病毒颗粒都是由每一病毒颗粒都是由:一个一个核酸芯子核酸芯子和一个和一个蛋白质外衣,蛋白质外衣,即核衣壳即核衣壳(capsid)(capsid)所组成。所组成。有些病毒还有一层脂质双层有些病毒还有一层脂质双层包膜包膜,病毒包膜来源于病毒
34、包膜来源于宿主细胞膜宿主细胞膜,但又不是,但又不是完全意义上的细胞膜。完全意义上的细胞膜。病毒核衣壳的对称形式病毒核衣壳的对称形式 螺旋对称螺旋对称 二十面体等轴对称二十面体等轴对称球形对称球形对称病毒的形态与结构病毒的形态与结构噬菌体也是噬菌体也是由核酸芯子由核酸芯子和蛋白质衣和蛋白质衣壳所组成,壳所组成,但噬菌体的但噬菌体的形态比寄生形态比寄生于真核细胞于真核细胞的病毒复杂的病毒复杂C.C.病毒的增殖过程病毒的增殖过程(嗜菌体)嗜菌体)吸附吸附侵入侵入合成合成装配装配释放释放正常细胞转化正常细胞转化正常细胞转化正常细胞转化为肿瘤细胞为肿瘤细胞为肿瘤细胞为肿瘤细胞潜伏感染潜伏感染潜伏感染潜伏
35、感染正常细胞转化正常细胞转化正常细胞转化正常细胞转化为肿瘤细胞为肿瘤细胞为肿瘤细胞为肿瘤细胞有效感染有效感染有效感染有效感染持续感染持续感染持续感染持续感染潜伏感染潜伏感染潜伏感染潜伏感染病病毒毒感感染染机机体体后后的的几几种种结结果果病毒细胞核亚病毒亚病毒病毒由病毒由一种类型的核酸一种类型的核酸(RNA RNA 或或DNADNA)与至与至少一种结构蛋白所组成的有一定形态的毒少一种结构蛋白所组成的有一定形态的毒粒,这类病毒也称为粒,这类病毒也称为真病毒真病毒;有些感染性因子有些感染性因子比比病毒更加简单,只有病毒更加简单,只有 一些小分子核酸或者只是一种蛋白质一些小分子核酸或者只是一种蛋白质。
36、这这些具有感染性的物质称为些具有感染性的物质称为亚病毒亚病毒因子因子(Subvirus agentsSubvirus agents)。它们包括它们包括拟病毒拟病毒(Viroid)(Viroid)、类病毒、类病毒(Virusoid)(Virusoid)和和PrionPrion(阮病毒)。(阮病毒)。亚病毒亚病毒类病毒(类病毒(viroidviroid):没有:没有衣壳包裹的共衣壳包裹的共价闭合的单链环状价闭合的单链环状RNARNA分子分子,大小为大小为246-246-399399个核苷酸,个核苷酸,主要感染植物。主要感染植物。朊病毒(朊病毒(PrionPrion)一种不含核酸的、无免疫性的、但具
37、有感染性一种不含核酸的、无免疫性的、但具有感染性的小分子蛋白质。的小分子蛋白质。19821982年,美国年,美国加州大学旧金山分校加州大学旧金山分校的的S.B S.B PrusinerPrusiner报道了一种新的蛋白质类的感染颗粒,报道了一种新的蛋白质类的感染颗粒,它们是疯牛病(牛海绵状脑病)、克它们是疯牛病(牛海绵状脑病)、克-雅尼氏病雅尼氏病(进行性早老性痴呆病)、羊瘙痒病、库鲁病(进行性早老性痴呆病)、羊瘙痒病、库鲁病(人震颤病)的致病因子,将这种具有感染性的(人震颤病)的致病因子,将这种具有感染性的蛋白质颗粒定名为蛋白质颗粒定名为PrionPrion(普里昂),又称阮病毒(普里昂),
38、又称阮病毒(virinovirino)。)。阮病毒的发现阮病毒的发现PrionPrion是一种无抗原性、能在细胞内复制的疏水性是一种无抗原性、能在细胞内复制的疏水性蛋白,许多蛋白,许多PrionPrion通常聚集在一起形成杆状。通常聚集在一起形成杆状。健康人体内,健康人体内,PrionPrion以正常无害的细胞蛋白形式存以正常无害的细胞蛋白形式存在。在。当被致病性的当被致病性的PrionPrion感染颗粒诱导,原先正常的感染颗粒诱导,原先正常的PrionPrion就会发生就够改变,是人或动物患上致病性就会发生就够改变,是人或动物患上致病性脑病,表现出脑病,表现出痴呆、震颤痴呆、震颤等神经失调症
39、状,病理等神经失调症状,病理切片显示脑组织和中枢神经组织呈现切片显示脑组织和中枢神经组织呈现海绵状海绵状变化。变化。神经元神经元神经元神经元错误折叠的折叠的Prion蛋蛋白(致病蛋白)白(致病蛋白)正常正常Prion蛋白蛋白 致病致病Prion侵入,侵入,接触感染接触感染被感染蛋白被感染蛋白发生生错误折叠,成折叠,成为致病致病蛋白蛋白 致病蛋白致病蛋白继续感染感染其他正常蛋白其他正常蛋白 感染感染扩大,大,导致致疯牛病牛病发生生致病致病致病致病PrionPrionPrionPrion的感染导致正常蛋白产生错误的折叠,的感染导致正常蛋白产生错误的折叠,的感染导致正常蛋白产生错误的折叠,的感染导致
40、正常蛋白产生错误的折叠,因此具有病毒式感染效果因此具有病毒式感染效果因此具有病毒式感染效果因此具有病毒式感染效果朊病毒危害性朊病毒疾病即海绵状脑病,是人和动物共患的一朊病毒疾病即海绵状脑病,是人和动物共患的一类遗传性类遗传性、传染性和散发性的传染性和散发性的中央神经系统退行中央神经系统退行性脑病性脑病,最终可以导致患者死亡,最终可以导致患者死亡,它能在人和动它能在人和动物中进行传染物中进行传染 。19861986年英国首次爆发疯年英国首次爆发疯 牛病,已有牛病,已有17.717.7万头牛万头牛 染病,上百万头牛被屠染病,上百万头牛被屠 杀,损失杀,损失400400多亿美元。多亿美元。已有已有1
41、12112人死亡,潜在感人死亡,潜在感 染人数超过染人数超过5050万。万。ZoeZoe朊病毒危害性朊病毒危害性病病理理学学特特点点:大大脑脑皮皮层层的的神神经经原原细细胞胞退退化化。形形成成空空泡泡、死死亡亡,被被星星状状细细胞胞取取而而代代之之。因因而而形形成成海海绵绵状状态态。大大脑脑皮皮层层(灰灰质质)变变薄薄而而白白质质相相对对明明显显。故故称称海海绵绵状状脑脑病病或白质脑病或白质脑病。临临床床上上相相应应地地出出现现痴痴呆呆、共济失调和震颤等症状。共济失调和震颤等症状。朊病毒的传播途径朊病毒的传播途径疯牛病蔓延整个疯牛病蔓延整个欧洲欧洲英国、爱尔兰、英国、爱尔兰、英国、爱尔兰、英国
42、、爱尔兰、瑞士、法国、比瑞士、法国、比瑞士、法国、比瑞士、法国、比利时、卢森堡、利时、卢森堡、利时、卢森堡、利时、卢森堡、荷兰、德国、葡荷兰、德国、葡荷兰、德国、葡荷兰、德国、葡萄牙、丹麦、意萄牙、丹麦、意萄牙、丹麦、意萄牙、丹麦、意大利、西班牙、大利、西班牙、大利、西班牙、大利、西班牙、列支敦士登、阿列支敦士登、阿列支敦士登、阿列支敦士登、阿曼、斯洛伐克、曼、斯洛伐克、曼、斯洛伐克、曼、斯洛伐克、芬兰、奥地利、芬兰、奥地利、芬兰、奥地利、芬兰、奥地利、日本、韩日本、韩日本、韩日本、韩国国20002000年年常见的病毒性疾病常见的病毒性疾病艾滋病、流行性感冒、乙型肝炎、艾滋病、流行性感冒、乙型
43、肝炎、艾滋病、流行性感冒、乙型肝炎、艾滋病、流行性感冒、乙型肝炎、麻疹、脊髓麻疹、脊髓麻疹、脊髓麻疹、脊髓灰质炎、狂犬病、登革热等;灰质炎、狂犬病、登革热等;灰质炎、狂犬病、登革热等;灰质炎、狂犬病、登革热等;近年来,发现某些病毒能导致动物产生肿瘤。近年来,发现某些病毒能导致动物产生肿瘤。近年来,发现某些病毒能导致动物产生肿瘤。近年来,发现某些病毒能导致动物产生肿瘤。病毒侵入机体的途径有:病毒侵入机体的途径有:病毒侵入机体的途径有:病毒侵入机体的途径有:呼吸道感染呼吸道感染呼吸道感染呼吸道感染、消化道感染消化道感染消化道感染消化道感染、昆虫或其他动、昆虫或其他动、昆虫或其他动、昆虫或其他动物叮
44、咬感染、接触感染、物叮咬感染、接触感染、物叮咬感染、接触感染、物叮咬感染、接触感染、血液(输血)感染血液(输血)感染血液(输血)感染血液(输血)感染、经胎盘感染、性接触感染等。经胎盘感染、性接触感染等。经胎盘感染、性接触感染等。经胎盘感染、性接触感染等。感染病毒后一般情况下可以诱导机体产生抗病感染病毒后一般情况下可以诱导机体产生抗病毒的免疫应答反映,如:毒的免疫应答反映,如:干扰素干扰素就是一种病毒就是一种病毒入侵引起的非特异性免疫应答反应而产生的糖入侵引起的非特异性免疫应答反应而产生的糖蛋白具有抗病毒作用。蛋白具有抗病毒作用。三、原生生物界三、原生生物界一种最一种最一种最一种最简单简单简单简
45、单的真核生物。的真核生物。的真核生物。的真核生物。特点:特点:特点:特点:单细胞个体;单细胞个体;单细胞个体;单细胞个体;个体较小个体较小个体较小个体较小,细胞器复杂细胞器复杂细胞器复杂细胞器复杂(全能细胞全能细胞全能细胞全能细胞);多数自由地在水中或潮湿的土壤中多数自由地在水中或潮湿的土壤中多数自由地在水中或潮湿的土壤中多数自由地在水中或潮湿的土壤中生活;生活;生活;生活;少数在人类和其他动物体内生存;少数在人类和其他动物体内生存;少数在人类和其他动物体内生存;少数在人类和其他动物体内生存;可致病可致病可致病可致病原生生物的分类:原生生物的分类:原生生物的分类:原生生物的分类:(有争议),大
46、部分为原生(有争议),大部分为原生(有争议),大部分为原生(有争议),大部分为原生动物动物动物动物,其,其,其,其次是真核藻类,还包括一些低等的菌类。次是真核藻类,还包括一些低等的菌类。次是真核藻类,还包括一些低等的菌类。次是真核藻类,还包括一些低等的菌类。原生生物的种类原生生物的种类藻类是一种具有光合作用色素,无根茎叶分化的藻类是一种具有光合作用色素,无根茎叶分化的原植体生物;原植体生物;大多数是单细胞大多数是单细胞大多数是单细胞大多数是单细胞,一些多细胞的藻类其生殖器官,一些多细胞的藻类其生殖器官,一些多细胞的藻类其生殖器官,一些多细胞的藻类其生殖器官也是单细胞,受精卵发育不形成多细胞的胚
47、。也是单细胞,受精卵发育不形成多细胞的胚。也是单细胞,受精卵发育不形成多细胞的胚。也是单细胞,受精卵发育不形成多细胞的胚。常见的单细胞藻类有:常见的单细胞藻类有:常见的单细胞藻类有:常见的单细胞藻类有:硅藻硅藻硅藻硅藻、甲澡甲澡甲澡甲澡和和和和部分绿藻部分绿藻部分绿藻部分绿藻;常见的多细胞藻类包括一些常见的多细胞藻类包括一些常见的多细胞藻类包括一些常见的多细胞藻类包括一些绿藻、褐藻和红藻绿藻、褐藻和红藻绿藻、褐藻和红藻绿藻、褐藻和红藻等。等。等。等。绝大多数藻类生活在绝大多数藻类生活在绝大多数藻类生活在绝大多数藻类生活在水体环境水体环境水体环境水体环境中,少数存在于潮中,少数存在于潮中,少数存
48、在于潮中,少数存在于潮湿的土壤或其他介质表面。湿的土壤或其他介质表面。湿的土壤或其他介质表面。湿的土壤或其他介质表面。绿藻藻红藻藻硅藻硅藻褐藻褐藻甲藻甲藻金藻金藻粘菌类生物是原生生物中数量较少的一种;粘菌类生物是原生生物中数量较少的一种;生长期或营养期生长期或营养期为裸露的为裸露的无细胞壁多核无细胞壁多核的原生质团,的原生质团,称为称为变形体变形体;繁殖期繁殖期形成多细胞的形成多细胞的孢子囊孢子囊构成并产生具有纤维质的构成并产生具有纤维质的细胞壁的孢子;细胞壁的孢子;粘菌大多数生于森林中阴暗和潮湿的地方,在腐木、粘菌大多数生于森林中阴暗和潮湿的地方,在腐木、落叶或其他湿润的有机物上生长。落叶或
49、其他湿润的有机物上生长。粘菌类原生生物粘菌类原生生物 植物在自然界中的作用植物在自然界中的作用光合作用是世界上最重要的同化合成光合作用是世界上最重要的同化合成过程过程参与了自然界中的物质循环参与了自然界中的物质循环四、植物界四、植物界温温带落叶林落叶林亚热带常常绿阔叶林叶林热带雨林雨林热带荒漠荒漠丰富的植物世界丰富的植物世界植物在自然界的作用植物在自然界的作用(一一)植物界的基本类群植物界的基本类群 低等植物低等植物(无胚植物)(无胚植物)高等植物高等植物(有胚植物)(有胚植物)藻类植物藻类植物菌类植物菌类植物地衣植物地衣植物苔藓植物苔藓植物蕨类植物蕨类植物裸子植物裸子植物被子植物被子植物非维
50、管植物非维管植物维管植物维管植物 孢子植物孢子植物(隐花植物隐花植物)种子植物种子植物(显花植物显花植物)低等植物基本特征低等植物基本特征 多为多为多为多为水生水生水生水生 没有没有没有没有根、茎、叶的根、茎、叶的根、茎、叶的根、茎、叶的分化分化分化分化 有性生殖合子有性生殖合子有性生殖合子有性生殖合子不形成胚不形成胚不形成胚不形成胚,直接发育新个体,直接发育新个体,直接发育新个体,直接发育新个体 生殖器官是生殖器官是生殖器官是生殖器官是单细胞单细胞单细胞单细胞可分为可分为可分为可分为藻类、菌类、地衣植物藻类、菌类、地衣植物藻类、菌类、地衣植物藻类、菌类、地衣植物 高等植物高等植物绝大多数为绝