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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 保护生物多样性意义7.4 植物分类7.5 植物命名法7.6 植物界基本类群第1页第1页7.1 什么是生物多样性生物多样性(Biodiversity)：普通地说，它是指地球上生命所有变异。也就是说，生物多样性包括数以百万计动物、植物和微生物；也包括生物与其环境所形成生态复合体，如物种种群、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生态系统多样性第2页第2页n 物种多样性 物种多样性是用一定空间范围物种数量分布频率来衡量，它通常又包括整个地球空间范围。第3页第3页n 遗传多样性遗传多样性指同一个物种内基因型多样性。是衡量一个种内变异性概念。由DNA双螺旋长链构成染色体(左上）DNA序列测定电泳胶分析图（右上）几种生物部分同源片段DNA序列比较（下）第4页第4页n 生态系统多样性为适应在不同环境下生存，各种生物与环境又组成了不同生态系统(ecosystem)，这就是生命家园。生态系统结构、功效、平衡及调整机制千差万别是生物多样性主要内容。维护地球生命过程是由多样性生命来完成。生物多样性是地球上生物经过几十亿年发展进化结果，它们未知潜力为人类生存和连续发展显示了不可估量美好前景。第5页第5页全球物种数目全球物种数目 (Heywood et al.1995)类群类群 已描述数目已描述数目(万种万种)预计数目预计数目(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其它其它 11.5 25 11.5 25总计总计 175.0175.0 13621362第6页第6页第7页第7页已发觉和命名 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 种种第8页第8页第9页第9页生物多样性价值生物多样性价值直接利用价值直接利用价值生态功效价值生态功效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第10页第10页提供了人类生存所需要基本食物生物多样性在人类卫生保健事业上起着不可估量作用生物多样性还为人类提供了各种多样工业原料生物多样性对当代科学技术发展还含有特殊奉献生物多样性间接价值也可看作环境资源价值，包括有能量固定、调整气候、稳定水文、保护土壤、储存必须营养元素，增进元素循环、对污染物质吸取分解作用、对于维持进化过程和环境效益也有主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主要价值第11页第11页7.2 生物多样性公约1992年，150多个国家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次会议审议同意了该公约，中国成为率先加入生物多样性公约国家之一。中国积极参与国际社会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共识。第12页第12页7.3 保护生物多样性意义 全球每分钟：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4里，484万种动物灭绝，伴随世界人口爆炸，经济发展，物种灭绝速度还要加快！专家预计：从1990年到，世界上将有60万到240万种生命灭绝！1999年国际植物大会：人类活动破坏了地球快要二分之一陆地,正造成自然界动植物加速走向灭绝,假如这种情况连续下去,预计下世纪后半叶,将有三分之一至三分之二物种从地球上消失！第13页第13页7.3 保护生物多样性意义 一个基因也许关系到一个生物兴衰，一个物种也许影响一个国家经济命脉，一个生态系统也许改变一个地域面貌。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！第14页第14页我国生物多样性特点中国是生物多样性较高国家，居世界第八位，北半球第一位。1.物种多样性高度丰富植物区系种类数目共有30000种，仅次于马来西亚（45000种)和巴西（40000种），居世界第三。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80%和种数26%，木本植物8000种，其中乔木约种，全世界裸子植物共12科71属750种，中国就有11科34属240种，针叶树总种数占世界同类植物37.8%，被子植物占世界总科、属54%和24%第15页第15页2.中国生物物种特有性高拥有大量特有珍稀物种和孒遗物种，如素有活化石之称水杉、银杉等，且尚有许多特有科属。分布局限在很小特定生境中。3.生物区系起源古老中国古地理优越环境成为古老物种赖以生存避难所，或是新生孤立类群发源地，许多古老物种都有明显区域特性。4.经济物种异常丰富主要野生经济植物3000各种，纤维类植物440余种，淀粉原料植物150余种，第16页第16页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各种，尚有树脂树胶类植物，橡胶类植物，鞣料植物等，有杀虫效果植物500种，各种具经济价值微生物，包括700种野生食用真菌，380种药用菌，300种菌丝体等。第17页第17页7.4 植物分类 n 分类学是结识生物多样性基础对自然界多样性生物进行分类主要有3类办法：形态学办法、遗传进化法、进化分类法第18页第18页(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、分类学发展一、分类学发展第19页第19页林奈在前人经验基础上。建立新动、植物林奈在前人经验基础上。建立新动、植物分类系统，并制定了一个统一生物命名法即分类系统，并制定了一个统一生物命名法即双名法双名法(binomial menclature)(binomial menclature)。第20页第20页他分类系统包括纲他分类系统包括纲(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。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生物学名属名加种名就是这个生物生物学名。第21页第21页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关系，因而他分变，物种彼此之间不存在系统关系，因而他分类系统不也许反应各种生物在进化上地位类系统不也许反应各种生物在进化上地位人为分类系统人为分类系统。不足之处第22页第22页达尔文达尔文(Darwin,1809(Darwin,18091882)1882)在在18591859年发表年发表物种起源，创建进化论。物种起源，创建进化论。认为一个自然类群组员是由一个共同祖先认为一个自然类群组员是由一个共同祖先产生，在自然界中生物变异是不连续，但是存产生，在自然界中生物变异是不连续，但是存在着，生物永远在发展进化之中。在着，生物永远在发展进化之中。第23页第23页 分类学不但局限于鉴定物种，拟定其等分类学不但局限于鉴定物种，拟定其等级成为分类系统，并且还须研究植物种间级成为分类系统，并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演化过程，从而使演化过程，从而使人们对分类学概念人们对分类学概念从静止状态创造论转从静止状态创造论转变为动态进化论变为动态进化论。第24页第24页海海格格尔尔(Haeckel(Haeckel，183418341919)1919)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，只是在旧分类系统一个个离散类群间系统，只是在旧分类系统一个个离散类群间加一条联线以表示它们之间亲缘关系，但仍加一条联线以表示它们之间亲缘关系，但仍存有一些不合理现象。存有一些不合理现象。第25页第25页2020世纪世纪4040年代赫胥黎年代赫胥黎(Huxley)(Huxley)在他新系在他新系统学中，以统学中，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念概念。在此之前，生物分类是依据个别模式标本作为在此之前，生物分类是依据个别模式标本作为种鉴定，因而把个体当作基本分类单位。种鉴定，因而把个体当作基本分类单位。第26页第26页除用形态特性作为分类性状外，还用生态、除用形态特性作为分类性状外，还用生态、行为、生理、生化、地理等方面资料作为分类行为、生理、生化、地理等方面资料作为分类依据，以生物学概念替换纯形态概念。依据，以生物学概念替换纯形态概念。第27页第27页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办办法法来来分分种种和和高高级级阶阶元元。对对所所研研究究生生物物类类群群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此此表表明明它它们们之之间间相相同同程程度度来来分类。分类。第28页第28页(二二)细胞分类细胞分类应用细胞学特性进行物种分类称为细胞分应用细胞学特性进行物种分类称为细胞分类学类学(cytotaxonomy)(cytotaxonomy)。较多是核型分析，如染色体数目、形态和大小，染色体类别，染色体着丝粒位置及其臂长，染色体带型(染色体经染色在一定部位显示出不同横带)等特性。第29页第29页(三三)生化分类生化分类1.1.蛋白电泳分析蛋白电泳分析分子生物学家发觉，两个物种蛋白质大分分子生物学家发觉，两个物种蛋白质大分子长链氨基酸排列相同部分愈多，它们差别就子长链氨基酸排列相同部分愈多，它们差别就愈少，其亲缘关系也愈近。愈少，其亲缘关系也愈近。第30页第30页将待检物种提取液进行聚丙烯酰胺凝胶电将待检物种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，用溴泳或淀粉凝胶电泳，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。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条带数与最大条带计算样品种相同移动率条带数与最大条带数之间比值，得出物种相同系数。数之间比值，得出物种相同系数。第31页第31页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是一个含有是一个含有104112104112个氨基酸多个氨基酸多肽分子，从进化上看，细胞色素肽分子，从进化上看，细胞色素C C是很保守分是很保守分子子.据预计据预计,它氨基酸顺序每它氨基酸顺序每200200万年才发生万年才发生1 1改变。改变。不同生物细胞色素C中氨基酸组成和次序反应这些生物之间亲缘关系。第32页第32页依据细胞色素依据细胞色素C C分子氨基酸顺序分子氨基酸顺序制出系统树制出系统树第33页第33页二、植物分类基本单位和阶层系统 界植物界Regnum 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.第34页第34页第35页第35页n 生物分类阶层第36页第36页种(species)是生物基本分类单元。种是形态、结构、功效、发育特性和生态分布基本相同一群生物。自然条件下，同种生物结合可产生有生殖能力后代，不同种生物之间不能相互结合，即使结合也不能产生有生殖能力后代，即生殖隔离。同种生物含有共同进化祖先，亲缘关系相近种组成另一个高一级分类单元属(genus)。n 生物种概念第37页第37页7.5 植物命名法双名法瑞典博物学家林奈(C.Linnaeus)创建每一个植物种名，都由两个拉丁词或拉丁化形式字构成第一个词是属名，相称于“姓”，词性：名词第二个词是种加词，相称于名，词性：形容词学名后面加上最早给这个植物命名作者名缩写完整学名：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 Rousi第38页第38页7.6 植物界基本类群第39页第39页期待着你摸索期待着你摸索.第40页第40页
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