原生动物

原生动物

原生动物是原生生物当中较接近动物的一类。简称原虫。它们起初被归类为动物界的一门，为最原始、最简单、最低等的单细胞动物。原生动物是单细胞，细胞内有特化的各种胞器，具有维持生命和延续后代所必需的一切功能，如行动、营养、呼吸、排泄和生殖等。每个原生动物都是一个完整的有机体。有些种类介于植物和动物之间，如眼虫，因为它们能进行光合作用；它们又能运动，并像真正的动物那样进食。原虫很微小，一般只能通过显微镜才能看到。经记录的原生动物约有50000种，其中大约有20000种为化石种。 按照支序分类学说的观点，原生动物是真核生物除去多细胞动物、植物、真菌之外的部分，为并系群，且区分动植物的标准——运动和光合作用均与生物演化分类无关。因此原生动物只是一个集合概念，而不应作为生物分类的单元。原生动物现在被更准确地划分在一个单独的界：原生生物界。

1) 草履虫 Paramecium caudatum  2) 团藻 Volvox globator  3) 钟形虫 Vorticella nebulifera  4) 喇叭虫 Stentor polymorphus  5) 变形虫 Amoeba proteus  6) 毛口虫 Trichodina pediculus  7) 单胞藻 Chlamydomonas simplex  8) 唇滴虫 Chilomonas paramecium

各种原生动物一览

原生动物的伸缩泡和食物泡

生活在淡水的原生动物有1至多个伸缩泡生活在海水中的和寄生的原生动物一般没有伸缩泡。变形虫只有1个伸缩泡，构造简单，位置不定，伸缩泡的周围有小囊泡，线粒体密度较大。草履虫有前后两个伸缩泡，各有1个中央泡和6根辐射伸出的收集管，收集管上有分枝小管与内质网的管道系统相连。伸缩泡的主要功能是调节渗透压。

食物泡根据摄食情况分为两种：含大颗粒食物的吞噬泡和含溶解性营养物质的吞饮泡。食物颗粒或营养物质进入食物泡后，食物泡与细胞质内的溶酶体合并，食物被溶酶体释放的酶消化，未经消化的废物被排出体外。

变形虫

变形虫又音译为“阿米巴”(Amoeba sp.)，是一种原生动物，主要生活在清水池塘，或在水流缓慢藻类较多的浅水中，以至一般泥土也可找到，亦可成寄生虫寄生在其他生物里面。变形虫是一种极小的原生动物，全身直径通常只有１％厘米，最大的变形虫直径也只有０.４毫米，用肉眼看，不过是一个模模糊糊的小白点。

变形虫身体仅由一个细胞构成，没有固定的外形，可以任意改变体形。它的细胞膜纤薄；由于原生质的流动，使身体表面生出无定形的指状、叶状或针状的突起，称为“伪足”，身体即借此而移动。身体的形状轮廓也会随伪足的伸缩而有变化。伪足间可自由包围融合，借此包裹事物进行消化。其伪足的主要功能为运动和摄食。它们一般是以单细胞藻类、小型单细胞动物作为食物。自然界常见的为大变形虫，它可吞噬草履虫。当碰到食物时，变形虫会伸出伪足进行包围，由细胞质里面的食物胞消化。变形虫细胞质里面本身有伸缩泡及食物泡，伸缩泡作用是排除变形虫体内过多水分，而食物泡的功能则是消化食物养分。消化好的食物会进入周围的细胞质中；不能消化的物质，就会通过质膜排出体外，称排遗。

变形虫伸出伪足吞食细菌

变形虫与其他生物一样需要利用能量进行呼吸作用。而变形虫的呼吸作用中，所吸入的氧和排出的二氧化碳，都是由细胞膜负责。至于繁殖方式亦相当简单，主要靠有丝分裂繁殖，即原来的遗传物质先复制，然后连同整个细胞一分为二；遗传功能由细胞核负责，跟其他生物一样。

变形虫细胞质的流动


草履虫

草履虫（Paramoecium）属于原生动物门，纤毛虫纲。

草履虫的身体呈圆筒形，前端较圆，中后部较宽，后端较尖，平面看形状像倒置的草底鞋，故名。草履虫体长只有80～300微米，常见的是大草履虫（Paramoecium caudatum）,又叫尾草履虫。全身身体表面包着一层膜，膜上密密地长着许多纤毛，靠纤毛的划动在水中旋转运动。身体一侧有一条自前端斜向腰部的凹入小沟，称口沟，沟底有口，相当于草履虫的“嘴巴”。沟内有较为长密的纤毛，口沟内的密长的纤毛摆动时，能把水里的细菌和有机碎屑作为食物摆进口沟，再进入草履虫体内，供其慢慢消化吸收。残渣由一个叫肛点的小孔排出。

草履虫有一大核，一小核，为世界上最小、最简单的动物之一，生活在有淡水的地方，肉眼无法看见，需用复式显微镜观察。大多数单细胞生物可以借由细胞分裂产生两个大小相近的新个体。草履虫靠身体的表膜吸收水里的氧气，排出二氧化碳。

草履虫的分裂

草履虫的细胞器	功能
口沟	取食
表膜	呼吸（吸收水里的氧气，排出二氧化碳）
大核	营养代谢
小核	生殖作用
食物泡	食物泡是草履虫进行胞吞作用产生的,进入细胞后将与初级溶酶体融合形成次级溶酶体。
伸缩泡及收集管	收集代谢废物和多余的水，并排出体外
肛点	排出食物残渣
纤毛	运动

草履虫伸缩泡的伸缩

草履虫的进食



眼虫

眼虫藻（学名：Euglena sp.）是生物里的一个属，属于裸藻纲。其名字的来源是因为它们有眼斑，它与趋光性有关。眼虫是一种既可定为植物，也可定为动物的单细胞生物。

眼虫为长梭形或圆柱形而带扁平的单细胞藻体，由前端小凹陷生出细长鞭毛一条，其运行方式犹如螺旋桨，其推进能使得眼虫向前运动；鞭毛基部附近有红色小点能感光，称眼点；眼虫没有细胞壁，有一层富有弹性的表膜，所以身体可以伸缩变形，少数种类表膜很硬，不能变形。

它们主要生活在淡水，也有在湿土表面，在含有有机物较多的水中，生长旺盛时，看上去水成为绿色的一片。这种绿色代表了眼虫大多数种有叶绿体，可以进行光合作用（自养型生物）。光对于眼虫来说是性命攸关的。但也有种类的眼虫是异养型生物，它们靠溶在水中的物质生存。如果没有光，它就会分解自身存储的养料或者是摄取周围的养料度日。也有很多种类同时行两种营养方式，属于兼养型生物。

在眼虫的细胞质内有叶绿体（chloroplast）。叶绿体的形状（如卵圆形、盘状、片状、带状、星状等）、大小、数量及其结构（有无蛋白核及副淀粉鞘）为眼虫属、种的分类特征。眼虫主要通过叶绿素在有光的条件下利用光能进行光合作用，把二氧化碳和水合成糖类，这种营养方式（与一般绿色植物相同），称为光合营养（phototrophy）。制造的过多食物形成一些半透明的副淀粉粒（Paramylum granule）储存在细胞质中。副淀粉粒与淀粉相似，是糖类的一种，但与碘作用不呈蓝紫色.副淀粉粒是眼虫类特征之一，其形状大小也是其分类的依据。在无光的条件下，眼虫也可通过体表吸收溶解于水中的有机物质。这种营养方式称为渗透营养（osmotrophy）。

眼虫前端的胞口是否取食固体食物颗粒还有异议。但是已肯定经过胞口可以排出体内过多的水分。在储蓄泡旁边有一个大的伸缩泡（contractile vacuole）,它的主要功能是调节水分平衡。液泡根据身处环境的溶液浓度的不同，收缩扩大的速度也不同。收集细胞质中过多的水分（其中也有溶解的代谢废物）。排入储蓄泡，再经胞口排出体外。

当眼虫发育成熟后，它会分裂为两个新细胞，或者和另一个细胞进行生育。在环境不良的条件下。如水池干涸．眼虫体变圆，分泌一种胶质形成包囊，将自己包围起来。刚形成的包囊、可见有眼点，绿色，以后逐流变为黄色，眼点消失，代谢降低，可以生活很久，随风散布于各处。当环境适合时，虫体破囊而出，在出囊前进行一次或几次纵分裂。包囊形成对眼虫度过不良环境是一种很好的适应。

眼点的放大观察（1250x）

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真菌

真菌

真菌是真核生物中的一大类群，包含酵母、霉菌之类的微生物，及最为人熟知的菇类。真菌自成一门，和植物、动物和细菌相区别。真菌和其他三种生物最大的不同之处在于，真菌的细胞有含甲壳素为主要成分的细胞壁，和植物的细胞壁主要是由纤维素组成的不同。

虽然真菌遍及全世界，但大部分的真菌并不显眼，因为它们很小，而且它们会以保护色生活在土壤内、在腐质上、以及和植物、动物或其他真菌共生。部分菇类及霉菌可能会在结成孢子时变得较显眼。真菌在有机物质的分解中扮演着极重要的角色，对养分的循环及交换有着基础的作用。真菌从很久以前便被当做直接的食物来源（如菇类及松露）、面包的膨松剂及发酵各种食品（如葡萄酒、啤酒及酱油）。1940年代后，真菌亦被用来制造抗生素，而现在，许多的酵素是由真菌所制造的，并运用在工业上。真菌亦被当做生物农药，用来抑制杂草、植物疾病及害虫。真菌中的许多物种会产生有生物活性的物质，称为霉菌毒素（如生物碱和聚酮），对包括人类在内的动物有毒。一些物种的孢子含有精神药物的成份，被用在娱乐及古代的宗教仪式上。真菌可以分解人造的物质及建物，并使人类及其他动物致病。因真菌病（如稻热病）或食物腐败引起的作物损失会对人类的食物供给和区域经济产生很大的影响。

酵母菌

酵母【拼音：jiào-mǔ；英文：Yeast】是一类单细胞真菌，广泛生长在营养丰富且潮湿的环境中, 比如葡萄果皮的表面. 一些酵母菌能够通过出芽的方式进行无性生殖, 也可以通过形成孢子的形式进行有性生殖. 酵母经常被用于酒精酿造或者面包烘培行业.目前已知有1000多种酵母，大部分被分类到子囊菌门。

酵母菌是人类直接食用量最大的一种微生物。酵母菌体含有丰富的蛋白质、脂肪、糖分和B族维生素等,以及酶、辅酶、核糖核酸、甾醇和一些新陈代谢的中间产物。有些酵母菌如酿酒酵母在嫌气条件下具有将糖转化为乙醇和二氧化碳的能力。

酵母菌广泛生活于潮湿且富含糖分的物体表层, 例如果皮表层, 土壤, 植物表面, 植物分泌物（如仙人掌的汁）, 甚至空气中也有分布. 此外, 有研究发现酵母还能寄生于人类身上与一些昆虫肠道内。

酵母菌属于化能异养微生物, 能够直接吸收利用多种单糖分子, 比如葡萄糖, 果糖等. 一些酵母菌还能代谢利用五碳糖, 乙醇或者有机酸. 一部分双糖, 例如蔗糖, 能在胞外酶作用下水解为单糖被吸收利用.酵母菌不能直接利用淀粉等多糖类物质, 因此, 在啤酒酿制过程中, 原料麦必须经过糖化才能被酿酒酵母进一步发酵利用。

许多酵母营专性或兼性 好氧的生活方式，目前尚未发现专性厌氧的酵母。在缺乏氧气时，发酵型的酵母会进行缺氧呼吸作用, 当中通过糖酵解作用将葡萄糖转化成丙酮酸, 其后丙酮酸经脱碳作用脱去碳原子, 形成乙醛, 同时释出CO₂, 乙醛再被于糖酵解作用产生的NADH₂还原成乙醇并产生能量(ATP)。

葡萄糖 C6H12O6

→

酒精 2C2H5OH

+

二氧化碳 2CO2

+

能量 2ATP

在酿酒过程中，乙醇被保留下来；在烤面包或蒸馒头的过程中，CO2将面团发起，而酒精则挥发。在有氧条件下, 酵母将葡萄糖经有氧呼吸(糖酵解→三羧酸循环)代谢生成CO₂和H₂O.

葡萄糖 C6H12O6

+

氧 6O2

→

二氧化碳 6CO2

+

水 6H2O

+

能量 30(32)ATP

有氧条件下, 酵母菌往往能够迅速出芽繁殖.
酵母菌的最适生长温度各异, 在自然PH或弱酸环境中生长生活力最高. 毕赤酵母能在低pH(pH ≈3)条件下生长。

酵母菌的显微镜头

显微镜下看加快速度的酵母菌出芽生殖

面包霉

面包放著忘了吃，过几天表面就会长出白色的黴菌，上面还有一点一点黑色球状的东西，这就是课本里常介绍的面包黴，又称为根黴。（学名：Rhizopus stolonoifer）

它通常都进行无性生殖，菌丝体在基质（面包）中蔓延，向上长出黑色球状的孢子囊，待孢子囊成熟破裂即散放出大量透明的小孢子，随空气飘浮四处散布，继续繁衍下去。要防止面包发黴就得保持乾燥，或放在冰箱里低温保存，让黴菌不易生长。因面包黴能分解淀粉，所以我们从其菌落中可提制淀粉酶与乳酸。另一种米根黴(R. oryzae)则可利用来制造酱油。

霉菌的简介

苹果发霉的过程

桔青霉

桔青霉（又称青霉）是引发柑桔果腐的病原,中文学名：桔青霉，拉丁学名：Penicillium citrinum Thom.  

与曲霉类似，菌丝也是由有隔多核的多细胞构成。但青霉无足细胞，分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮，对称或不对称。菌落从中心有白色变为灰绿色，属不对称生青霉群， 半知菌类，串珠霉目的一属。 青霉菌属于丛梗孢科，间有性生殖阶段。菌丝为多细胞分枝。无性繁殖时，菌丝发生直立的多细胞分生孢子梗。梗的顶端不膨大，但具有可继续再分的指状分枝，每枝顶端有2-3个瓶状细胞，其上各生一串灰绿色分生孢子。分生孢子脱落后，再适宜的条件下萌发 产生新个体。有性繁殖绝无仅有，如有发现，多归于子囊菌纲曲霉科。菌丝体由多数具有横隔的菌丝所组成，通常以产生分生孢子进行繁殖，产生孢子时，菌丝体顶端产生多细胞的分生孢子梗，梗的顶端分枝2—3次，每枝的末端细胞分裂成串的分生孢子，形成生态分布:常见于腐烂的水果、蔬菜、肉食及衣履上，青霉菌的种类很多，蔬菜、粮食、肉类、皮革和食物上也常有分布。多呈灰绿色。亦能引起柑橘的青霉病。

桔青霉是生产抗生素的重要菌种，如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。生产有机酸，如葡萄糖酸、柠檬酸。在乳品工业中主要用于干酪加工制造，但也有不少是乳品的有害菌。

青霉素（Penicillin，或音译盘尼西林）是指分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素。青霉素是很常用的抗菌药品。但每次使用前必须做皮试，以防过敏。

1928年英国伦敦大学圣玛莉医学（现属伦敦帝国学院）院细菌学教授弗莱明在实验室中发现青霉菌具有杀菌作用，1938年由麻省理工学院的钱恩（恩斯特·伯利斯·柴恩, 1906-1979）、弗洛里（Howard Florey, 1898-1968）及希特利（Norman Heatley, 1911-2004）领导的团队提炼出来。弗莱明因此与钱恩和弗洛里共同获得了1945年诺贝尔生理学或医学奖。

细菌

细菌

细菌（英语：Bacteria）是生物的主要类群之一，属于细菌域。细菌是所有生物中数量最多的一类，据估计，其总数约有5×10³⁰个。细菌的个体非常小，目前已知最小的细菌只有0.2微米长 ，因此大多只能在显微镜下看到它们。细菌一般是单细胞，细胞结构简单，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器，例如粒线体和叶绿体。基于这些特征，细菌属于原核生物（Prokaryota）。原核生物中还有另一类生物称做古细菌（Archaea），是科学家依据演化关系而另辟的类别。为了区别，本类生物也被称做真细菌（Eubacteria）。

细菌广泛分布于土壤和水中，或著与其他生物共生。人体身上也带有相当多的细菌。据估计，人体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的十倍。此外，也有部分种类分布在极端的环境中，例如温泉，甚至是放射性废弃物中，它们被归类为嗜极生物，其中最著名的种类之一是海栖热袍菌（Thermotoga maritima），科学家是在意大利的一座海底火山中发现这种细菌的。然而，细菌的种类是如此之多，科学家研究过并命名的种类只占其中的小部份。细菌域下所有门中，只有约一半能在实验室培养的种类。

细菌的营养方式有自营及异营，其中异营的腐生细菌是生态系中重要的分解者，使碳循环能顺利进行。部分细菌会进行固氮作用，使氮元素得以转换为生物能利用的形式。细菌也对人类活动有很大的影响。一方面，细菌是许多疾病的病原体，包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由细菌所引发。然而，人类也时常利用细菌，例如乳酪及酸奶的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌有也著广泛的运用。

细菌的结构

细菌的结构示意图

一个细菌也是一个细胞。它和动植物的细胞都不同，主要区别在于它虽有DNA集中的区域，却没有成形的细胞核。此外，细菌有细胞壁（有些细菌的细胞壁外有荚膜，有些细菌生有鞭毛），却没有叶绿体，大多数细菌只能利用现成的有机物生活，并把有机物分解为简单的无机物。它们是生态系统中的分解者。

细菌分类

细菌可以按照不同的方式分类。细菌具有不同的形状。大部分细菌是如下三类：杆菌是棒状；球菌是球形（例如链球菌或葡萄球菌）；螺旋菌是螺旋形。另一类，弧菌，是逗号形。

细菌的结构十分简单，原核生物，没有膜结构的细胞器例如线粒体和叶绿体，但是有细胞壁。根据细胞壁的组成成分，细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。“革兰氏”来源于丹麦细菌学家革兰(Hans Christian Gram)，他发明了革兰氏染色。
有些细菌细胞壁外有多糖形成的荚膜，形成了一层遮盖物或包膜。荚膜可以帮助细菌在干旱季节处于休眠状态，并能储存食物和处理废物。

用处和危害

一提到细菌，人们总是联想到感染、疾病和死亡，并总是想方设法消灭或擦除细菌。不过人们或许并不了解，许多种细菌事实上对人类来说有着很大的用处，一些细菌甚至是解决全球变暖问题、治理污染、降解塑料，甚至治疗癌症的关键。

首先来谈谈细菌的危害。一些细菌成为病原体，导致了破伤风、伤寒、肺炎、梅毒、霍乱和肺结核。在植物中，细菌导致叶斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接触、空气传播、食物、水和带菌微生物。病原体可以用抗生素处理，抗生素分为杀菌型和抑菌型。

另外，细菌通常与酵母菌及其他种类的真菌一起用于酦酵食物，例如在醋的传统制造过程中，就是利用空气中的醋酸菌（Acetobacter）使酒转变成醋。其他利用细菌制造的食品还有乳酪、泡菜、酱油、醋、酒、酸奶等。细菌也能够分泌多种抗生素，例如链霉素即是由链霉菌（Steptomyces）所分泌的。

细菌能降解多种有机化合物的能力也常被用来清除污染，称做生物复育（bioremediation ）。举例来说，科学家利用嗜甲烷菌（methanotroph）来分解美国佐治亚州的三氯乙烯和四氯乙烯污染。

以下8项惊人的发现证明了细菌可以通过多种方式保证人体甚至整个地球的健康。

1.细菌将人类粪便转化为火箭燃料
除了熊猫的粪便外，人类的粪便也是可以转化为燃料的。在厌氧氨氧化布罗卡德氏菌的帮助下，人类的粪便也可以转化为肼，这种物质最简单的解释就是可用来生产火箭燃料。在这一过程中，细菌消耗氨，产生肼。在这一发现之前，科学家们一直认为肼只能是一种人造物质。当然，对于美国宇航局来说，他们并不只是建造粪便处理厂。

2.细菌吃掉墨西哥湾漏油
某些种类的细菌事实上可以协助人类清理某些麻烦的环境污染问题，比如海洋漏油。一种名为“Alcanivorax”的杆状细菌，在海上出现石油泄漏时会大量增加，因为这些油污为它们提供了大量的食物。因此，这种细菌可以用来清除海洋油污。现在，在墨西哥湾，“Alcanivorax”细菌正在努力工作着。尽管它们肯定不可能完全解决这一严重的污染问题，但它们的巨大作用已明显显现出来。

3.细菌清除污染并产生电能
一种名为“Shewanela”的深海细菌不仅仅可以消化有毒废物，如化学溶剂，与此同时还可以产生能量。“Shewanela”细菌在低氧环境中可以长出求氧纳米线。研究人员发现，这种附属物与铂电极相连时，可以传出电流。如果这种性能得到有效利用，那么在污水处理厂中，“Shewanela”细菌既可以用来处理污水，同时还可以为设备提供电能。

4.细菌将报纸转化为汽车燃料
一种名为“T-103”的细菌，发现于动物尿液中。这种细菌可以吃掉报纸并将其转化为生物燃料丁醇。美国杜兰大学科学家发明一种培养喜食纤维素的细菌的方法，这种细菌可以在有氧环境中生产燃料，氧是其他多种细菌生产丁醇的关键。这种技术将使得燃料生产整个过程花费极小，在实际生活中应用前景很可观。研究人员认为，作为汽车燃料，丁醇比乙醇可以产生更多的能量，而且它还可以通过现有的输油管道传送。

5.细菌治疗癌症
在癌症治疗中，一种名为“产孢梭菌”的细菌可以用来输送药物，因为它具有直接命中肿瘤的功能。英国诺丁汉大学科学家尼吉尔-明顿教授发现，“产孢梭菌”只能生长于缺氧的环境中，如肿瘤的中心。当治疗癌症的药物注入到肿瘤中时，这种细菌可以帮助药物直接命中肿瘤细胞，而不会影响健康的组织。研究人员希望，到2013年将这种细菌治疗手段投入临床试验。

6.吃尼龙的细菌可用来清除工厂废料
在日常生活中，一种名为“Nylon6”的聚合体到处可见，如牙刷、外科缝合线、针织类物品、琴弦等。这种聚合体的生产过程中产生的有毒副产品可能会污染水源等。不过，一种名为“Flavobacterium”的细菌可以生产一种酶，这种酶可以用来消化那些有毒副产品。事实上，在尼龙被发明之前，细菌并不存在这种功能。

7.噬硫细菌减少矿山酸性排水量
在采矿过程中，当矿物中的硫与水和氧发生反应时，会产生有毒的硫酸。这一过程是可能导致气候变化的一个主要环境问题。加拿大麦克马斯特大学科学家发现，从安大略省北部地区尾矿中隔离出来的两种细菌可以相互合作，利用硫作为能量来源，在一个循环内产生废物并消耗对方的废物，从而减少有毒流失物——矿山酸性排水量。这种流失物可以分解碳酸盐，释放二氧化碳，加剧气候变化。

8.益生菌治疗抑郁症和焦虑症
在生物学上，许多有益细菌发挥了重要作用。益生菌甚至可以改变大脑的神经化学，有助于治疗焦虑或抑郁相关的神经紊乱。加拿大麦克马斯特大学和爱尔兰科克大学科学家实验证明，食用含有鼠李糖乳酸杆菌JB-1的老鼠，其与压抑、焦虑或抑郁相关的行为显著减少。这一发现或将为未来治疗精神疾病打开大门。

病毒

病毒

病毒是一种具有细胞感染性的亚显微粒子，它实际上就是由一个保护性的外壳包裹的一段DNA或者RNA，藉由感染的機制。这些简单的生物体可以利用宿主的细胞系统进行自我复制，但无法独立生长和复制。同时，也能在细胞外保持极强的生命力。病毒可以感染所有的具有细胞的生命体。第一个已知的病毒是烟草花叶病毒，由马丁乌斯·贝杰林克于1899年发现并命名，如今已有超过5000种类型的病毒得到鉴定。研究病毒的科学被称为病毒学，是微生物学的一个分支。

病毒由两到三个成份组成：病毒都含有遺傳物質（RNA或DNA，只由蛋白质组成的朊病毒并不属于病毒）；所有的病毒也都有由蛋白质形成的衣壳，用来包裹和保护其中的遗传物质；此外，部分病毒在到达细胞表面时能够形成脂质的包膜环绕在外。病毒的形态各异，从简单的螺旋形和正二十面體形到複合型结构。病毒颗粒大约是细菌大小的百分之一。病毒的起源目前尚不清楚，不同的病毒可能起源于不同的机制：部分病毒可能起源于质粒（一种环状的DNA，可以在细胞内复制并在细胞间进行转移），而其他一些则可能起源于细菌。

病毒的传播方式多种多样，不同类型的病毒采用不同的方法。例如，植物病毒可以通过以植物汁液为生的昆虫，如蚜虫，来在植物间进行传播；而动物病毒可以通过蚊虫叮咬而得以传播。这些携带病毒的生物体被称为“载体”。流感病毒可以经由咳嗽和打喷嚏来传播；诺罗病毒则可以通过手足口途径来传播，即通过接触带有病毒的手、食物和水；輪狀病毒常常是通过接触受感染的儿童而直接传播的；此外，艾滋病毒则可以通过性接触来传播。

并非所有的病毒都会导致疾病，因为许多病毒的复制并不会对受感染的器官产生明显的伤害。一些病毒，如艾滋病毒，可以与人体长时间共存，并且依然能保持感染性而不受到宿主免疫系统的影响，即“病毒持续感染”（viral persistence）。但在通常情况下，病毒感染能够引发免疫反应，消灭入侵的病毒。而这些免疫反应能够通过注射疫苗来产生，从而使接种疫苗的人或动物能够终生对相应的病毒免疫。像细菌这样的微生物也具有抵御病毒感染的机制，如限制修飾系統。抗生素对病毒没有任何作用，但抗病毒药物已经被研发出来用于治疗病毒感染。



这里有几个病毒的片段，全是英文的，请耐心欣赏：
1. T4噬菌体病毒的构造

一个典型的有尾噬菌体的结构：①头部，②尾部，③核酸，④头殼，⑤颈部，⑥尾鞘，⑦尾丝，⑧尾钉，⑨基板

2. T4噬菌体侵入细菌体内的片段

3. T4噬菌体侵入细菌体内复制的片段

4. 噬菌体侵入细菌并融入细菌DNA的片段

5. 噬菌体侵入细菌体内潜伏及发作周期

6. 最后就让我们看看感冒病毒如何侵入我们体内的细胞吧！

简单来说，病毒的侵入可用下面几个图概括：

病毒的遗传变异 

 两个不同的流感病毒株如何通过抗原转移或基因重排，形成新的病毒株。 病毒的遗传变异可以有多种机制。“遗传漂变”（genetic drift）是其中之一，即病毒DNA或RNA上单个碱基的突变。大多数这样的单点突变是无义的（或者说是沉默的），因为它们没有导致所编码的蛋白质发生变化；但有一小部分突变可能会引起进化上的优势，如产生对抗病毒药物的抵抗力。

抗原转移（antigenic shift）是另一种病毒基因组的主要变化，是由遗传重组或基因重排所导致的。当流感病毒发生抗原转移后，可能会导致瘟疫。RNA病毒常常以准种（quasispecies）的形式或大量同种但基因组核苷酸序列存在微小差异的病毒的形式存在。这样的准种是自然选择的主要目标。 分段的基因组具有进化上的优势：同一种病毒的不同的病毒株中的分段基因组可以进行重排，重排后产生的后代病毒具有不同于上一代的独特的特征。这种基因重排又被称为“病毒的性交”（viral sex）。

遗传重组是一条DNA链断裂后重新连接到另一条不同DNA分子末端的过程。遗传重组可以在病毒感染细胞的同时发生。对病毒进化的研究结果显示，在已研究的各种病毒中，重组发生得极为频繁。而且，无论是RNA病毒还是DNA病毒，重组的发生都是非常普遍的。

两个不同的流感病毒株如何通过抗原转移或基因重排，形成新的病毒株。	流感病毒自我复制过程简图：1. 病毒体附着到宿主细胞表面并通过胞吞进入细胞；2. 衣壳分解后，病毒核糖核蛋白转运入核；3a. 病毒基因组转录；3b. 病毒基因组复制；4. 新合成的病毒mRNA出核并完成翻译；5a. 合成的核蛋白入核与新复制的核酸结合；5b. 合成的病毒表面蛋白进入高尔基体完成翻译后修饰并转运上膜；6. 新形成的核衣壳进入细胞质并与插有病毒表面蛋白的细胞膜结合；7. 新生成的病毒体通过出泡方式离开宿主细胞。

病毒的生命周期

由于病毒是非细胞的，无法通过细胞分裂的方式来完成数量增长；它们是利用宿主细胞内的代谢工具来合成自身的拷贝，并完成病毒组装。不同的病毒之间生命周期的差异很大，但大致可以分为六个阶段：

附着：首先是由病毒衣壳蛋白与宿主细胞表面特定受体之间发生特异性结合。这种特异性决定了一种病毒的宿主范围。例如，艾滋病毒只能感染人类的T细胞，因为其表面蛋白gp120能够与T细胞表面的CD4分子和受体结合。这种吸附机制通过不断的进化使得病毒能够更特定地结合那些它们能够在其中完成复制过程的细胞。对于带包膜的病毒，吸附到受体上可以诱发包膜蛋白发生构象变化从而导致包膜与细胞膜发生融合。

入侵：在病毒体附着到宿主细胞表面之后，通过受体介导的胞吞或膜融合进入细胞，这一过程通常被称为“病毒进入”（viral entry）。感染植物细胞与感染动物细胞不同，因为植物细胞有一层由纤维素形成的坚硬的细胞壁，病毒只有在细胞壁出现伤口时才能进入。一些病毒，如烟草花叶病毒可以直接在植物内通过胞间连丝的孔洞从一个细胞运动到另一个细胞。与植物一样，细菌也有一层细胞壁，病毒必须通过这层细胞壁才能够感染细菌。一些病毒，如噬菌体，进化出了一种感染细菌的机制，将自己的基因组注入细胞内而衣壳留在细胞外，从而减少进入细菌的阻力。

脱壳：然后病毒的衣壳被病毒或宿主细胞中的酶降解，使得病毒的核酸得以释放。

合成：病毒基因组完成复制、转录（除了正义RNA病毒外）以及病毒蛋白质合成。

组装：将合成的核酸和蛋白质衣壳各部分组装在一起。在病毒颗粒完成组装之后，病毒蛋白常常会发生翻译后修饰。在诸如艾滋病毒等一些病毒中，这种修饰作用（有时被称为成熟过程），可以发生在病毒从宿主细胞释放之后。

释放：无包膜病毒需要在细胞裂解（通过使细胞膜发生破裂的方法）之后才能得以释放。对于包膜病毒则可以通过出泡的方式得以释放。在出泡的过程中，病毒需要从插有病毒表面蛋白的细胞膜结合，获取包膜。

噬菌体侵入细菌体内潜伏及发作周期片段

英國廣播公司 - 吞噬細菌的病毒 - (中文版)

动物与植物有哪些分别﹖

动物与植物有哪些分别﹖

     生物包括动物和植物，但它们又是完全不同的两大类生物，几乎人人都可以把它们区分开来。可是，有种类既像动物又像植物，例如大家都熟悉的珊瑚，在 100 多年前，因为它看上去彷佛有根、茎、叶和枝条，还误认为它是一种植物呢。

     那么，动物与植物究竟有哪些主要的分别呢﹖科学家归纳出四大方面。

1.  几乎所有的植物，都在同一个地方发芽生长，开花结果，也就是说原地不动地渡过一生。当然这中间也有少数例外，如随水漂流的小型水生植物。与植物相反，绝大多数动物为了觅食、敌或别的原因，经常跑来跑去，处于运动状态。

2.  植物从小到大，各种「器官」一直在发生不同的增减变化，例如在幼小时期祇有根、茎、叶；成年之后，长出了花朵，花朵凋谢后再结出果实种子。而大多数动物﹙低等动物除外﹚不论老幼，五官四肢等各种器官不增不减，仅仅是体积大小的不同。例如刚生下的小狮子或小老虎，已经具备了与父母同样多的器官。

3.  从两者的生活习性上说，植物有个十分重要的特点，那就是除了少数「寄生植物」和「腐生植物」外，它们都进行「光合作用」，能自己制造「粮食」养活自己。而动物却无法做到这一点，它们祇能依靠吃植物或捕食其他动物来养活自己。

4.  植物与动物的分别，还有一条十分严格的标准。在显微镜下观察它们的细胞就发现，植物的细胞都有一层又厚又硬的「细胞壁  (cell wall)」，而动细胞祇有「细胞膜 (cell membrane)」，却没有细胞壁。

	植物	动物
a) 细胞构造	有纤维素的细胞壁 有液泡 有叶绿体	无 无 无
b) 外形	有枝条繁杂的外观	外形结实，附有肢体
c) 体内	器官简单	器官复杂
d) 营养方式	自生营养	异生营养
e) 生长	无限生长	有限生长
f) 神经系统	无神经系统 对刺激反应缓慢	有神经系统 对刺激反应迅速

生物分类的层级命名法

[界门纲目科属种]中的[属]和[种]跟学名中的[属名]和[种名]是一样的吗?

观念一：生物分类的层级

生物分类共分 7 个层级：界、门、纲、目、科、属、种。

界 (kingdom)为分类上的最大单位 (或最高层级)：自然界生物分为五个界。
种 (species)为分类上的最小单位 (或最低层级)：同种生物才能互相交配。
今有两个生物同种，则它们之间也必然同属、同科、同目、------类推。
反之，两个生物同界，它们不一定同门；若同门，则又不一定同纲；类推。
[以上分类关念，中学生应该可以清楚的]观念二：学名 (二名法)于18世纪中，瑞典生物学家林奈提出了以拉丁语系为主的命名系统。
其中包含了两个部份：
first name 称为属名 (genus)：的确就是分类阶层上所称的『属 (genus)』。
second name 称为 specific epithet (一般中文翻译为种名，其实并不等于『种 (species)』的阶层，这是你困扰的原因，以下我们仍以种名称之。)所以两个物种间，若其种名 (第二个字母)相同，仍无法判定是否同种 (species)，
必须再看属名 (第一个字母)，
(1) 若属名相同，就是同种了 (两个字都相同了耶)；
(2) 若属名不同，则它们既不同属也不同种 (随然它们的种名相同)。
若两物种间其种名 (第二个字)不同，再看他的属名 (第一个字)
(1) 若属名相同，它们就是同属；
(2) 若属名不同，当然既不同属也不同种 (废话，两个字都不同啊）。
结论：学名中的种名不论相同或不相同，完全无法判断它们之间的分类阶层。
所以『种名』与『种』一点关系也没有；但是『属名』与『属』则是相同。
若两个物种间其属名相同，那么它们至少同『属』了。
[注]：以上都是教科书不明说的观念，请同学们仔细阅读，功力必然暴增。

• 为了更细致的分类，学者们在门、纲、目、科、属、种之外加了很多附属级别。最常用的是“亚-”(sub-)，在正常级别之下，如“亚纲”、“亚科”等等。在正常级别之上则为“总-”(super-)，如“总目”。比“亚”更小的还有“下-”，或译作“次-”(infra-)。但下目仍然要比总科大。此外，对于植物，在科和属之间还有“族”(拉tribus, tribi，英tribe)，属之下还有“节”(拉sectio, sectiones，英section)，再往下还能有“系”(拉、英series, series)。比较完整的种之上的分类单元的次序为（尽管目前大概没有能把这些等级都用全的分类系统）：

域(总界) - 界 - 门 - 亚门 - 总纲 - 纲 - 亚纲 - 下纲 - 总目 - 目 - 亚目 - 下目 - 总科 - 科 - 亚科 - 族 - 亚族 - 属 - 亚属 - 节 - 亚节 - 系 - 亚系 - 种

• 在种之下，动植物还能分成“亚种”(subspecies，简写subsp.)和“变种”(拉varietas, varietates，英variety，简写var.)，植物还能加上栽培种名。比如现代智人的学名为Homo sapiens subsp. sapiens，或者也可以直接省掉亚种简写直接写成Homo sapiens sapiens。一种豌豆的变种的栽培种可写成Pisum sativum var. macrocarpon 'Snowbird'。对于细菌和古菌，在种之下则用“株”(英strain)，如一株可以引起食物中毒的大肠杆菌菌株Escherichia coli O157:H7。注意只有属之下的单位（包括亚种、变种）名用斜体，而属级之上的单位、级别缩写、栽培种名和菌株名用正体。
• 病毒与朊毒体(Prion)尚未有明确的分类。

在属以上级别的分类单元的学名通常由模式属的词干加上一个标准的后缀所构成。后缀的选择取决于分类单元传统上所在的大类别，如下表所示：

分类单元	植物	藻类	真菌	原核生物	动物
门	-phyta	-phyta	-mycota
亚门	-phytina	-phytina	-mycotina
纲	-opsida	-phyceae	-mycetes
亚纲	-idae	-phycidae	-mycetidae
总目	-anae
目	-ales
亚目	-ineae
下目	-aria
总科	-acea				-oidea
科	-aceae				-idae
亚科	-oideae				-inae
族	-eae				-ini
亚族	-inae				-ina

注意：

• 拉丁文的词干可能并不能从主格的词直接推断出来，比如Homo（人属）的词根为homin-，而非hom-，因此人科不是Homidae而是Hominidae。
• 对于动物，标准的词尾只上推到总目（《国际动物命名法规》(ICZN)中的27.2）。
• 对于原核生物，标准词尾上推到目（目前总目等级没有应用），词尾同植物、藻类、真菌。

几种脊椎（哺乳）动物的分类

我们平常语文里的名称，有很多令人混淆的状况。比如下列几种生物，虽然名称里面有“鱼”字，但其中到底有几种才是真正的鱼呢？

鲍鱼、鱿鱼、鲨鱼、墨鱼、鳄鱼、章鱼、鲸鱼、金鱼、木鱼、水鱼、土鱼

另外，斑马、河马、海马，都是马吗？

以下为几种哺乳动物的分类，看看科学家们是怎么为这些动物命名的吧！

	界	门	纲	目	科	属	种
猪	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	偶蹄目 Artiodactyla	猪科 Suidae	猪属 Sus	猪 Sus scrofa
猫	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	食肉目 Carnivora	猫科 Felidae	猫属 Felis	猫 Felis catus
虎	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	食肉目 Carnivora	猫科 Felidae	豹属 Panthera	虎 Panthera tigris
豹	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	食肉目 Carnivora	猫科 Felidae	豹属 Panthera	豹 Panthera pardus
狼	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	食肉目 Carnivora	犬科 Canidae	犬属 Canis	狼 Canis lupus
家犬	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	食肉目 Carnivora	犬科 Canidae	犬属 Canis	家犬 Canis lupus familiaris
土狼	动物界 Animalia	脊索动物门 Chordata	哺乳纲 Mammalia	食肉目 Carnivora	鬣狗科 Hyaenidae	土狼属 Proteles	土狼 Proteles cristatus

从此表格中可以看出：

1. 猫、虎和豹同是猫科动物，但属不同。因此，虎和豹具有相同前辍的学名(Panthera)，但猫的不同(Felix)。

2. 狼和家犬同科同属，但家犬还有多一段学名(familiaris)，表示其为狼演化而来的近亲。

3. 土狼虽称为狼，但于狼不同科，因此没有近亲关系。

除此之外，你还看得出什么特别的重点吗？

动物分类知识

动物分类知识

世界上各国有各国的语言,各地有各地的方言,在不同地方的同一种动物会有不同的名称,如野牛在云南被称为白袜子，黑熊在东北被叫做黑瞎子。这就给生物学家在研究它们时，相互之间进行交流带来了麻烦，为解决这个问题，全世界的生物学家使用统一的标准来命名动物和植物，这就是通常所说的学名。由于这些名称主要来源于拉丁语，所以又叫拉丁名。就像我们的名字由姓和名两部分组成一样，动物的学名也由两部分组成：属名和种名。属名相当于我们的姓，告诉人们自己属于哪个家族，种名是自己的名字，可以在属内进一步对这一物种给予确认。学名是瑞典生物学家林奈在十八世纪建立的。 属是动、植物分类的一个单元，分类是生物

拉丁名和人的姓名类似

丹顶鹤的分类地位

学家为了更好的研究生物之间的彼此关系而建立的一个系统。类似的物种可归并成一属,类似的属可归并为一科,类似的科可归并为一目,类似的目可归并为一纲,类似的纲可归并为一门,类似的门最终归并为一界。形成界、门、纲、目、科、 属、种等单元组成的完整的分类系统。如梅花鹿属于动物界、脊索动物门、哺乳纲、偶蹄目、鹿科、鹿属；丹顶鹤属于动物界、脊索动物门、鸟纲、鹤形目、鹤科、鹤属。这就像我们使用的通信地址一样，知道了国家、省、市、区和街道名，可以很方便的找到收信人，同样知道了一种动物的门、纲、目、科、属，就可以确定它的分类地位，也就能知道它和其它种动物在进化上的关系，比如常见的马、牛、驴和猪四种动物，虽然都是哺乳动物，属哺乳纲，但马、驴同属奇蹄目、马科，而牛和猪属于偶蹄目，牛属于牛科，猪属于猪科。所以我们从中可以知道，在进化上，马和驴的亲缘关系要比牛和猪的亲缘关系更近一些。

除动物界外，还有植物、真菌类（如蘑菇）、原核生物界(如细菌)及单细胞生物界（如草履虫）界，这五界共同组成世界生物界。人类也属于动物界，分类地位是脊索动物门、哺乳纲、灵长目、人科、人属、人种，和猩猩、猴子在同一个目。所以野生动物是人类的朋友，和我们共同拥有同一个地球，保护野生动物就是保护我们自己。在传统笼养动物园中，动物展览就是按照动物分类排列的，一排鹿舍，把鹿科动物都放在一起；一排食肉兽舍，把老虎、狮子、豹放到一起。虽然它们在分类上相近，但地理分布、生活环境可能相差十万八千里，如东北虎和马鹿都生活在森林中，构成复杂的生物关系，但老虎在食肉兽展区而马鹿在几百米以外的草食区展出，游客无法把它们联系起来。现代动物园是按生态地理区域概念来排列动物展区，东北虎和构成同一食物链的草食动物一起展出，向游客解释物种之间的相互关系：鹿是虎的食物，虎能控制鹿的种群规模，它们之间是互相依存的关系，都是复杂生物多样性网络中的一个环节。所以人类应保护所有的野生动物，而不是其中的一部分。

梅花鹿的分类地位

不管按哪种分类法则，每一界最大分类单元（位）是门，门以下依次为纲、目、科、属、种等单位。除这些主要分类单位外还有各种辅助单位，如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种，超科、超目、超纲、超门等。这种生物分类的级别，古生物学上同样适用。

种（物种）是古、今生物分类的基础单位，不是人们任意规定的单位，而是生物进化发展过程中客观存在的一个阶段。种通过种群表现出来，它包括这样几个内容：物种是大量个体组成的，它们都有共同的起源；它们都分布在一定的区域内，适应特定的生态环境；具有共同的形态特征；彼此能够繁殖后代。因此，同种生物能够独立地保持自己的特征并繁衍下去。RGG中国儿童资源网
亚种是次于种的种级分类单位，也是生物分类中的最低分类单位。同一个种的相同个体因地理相隔距离较远，日久天长彼此就会出现某些显著差异，这便形成了亚种，长期分化下去，进而导致生殖隔离，最后发展为新种。RGG中国儿童资源网

需要提出的是，一般人往往容易混淆种与亚种之间的界线，经常把亚种的界线作为种的界线来划分。举一个简单的例子：在自然界中人类仅有一个“人”种，与人亲缘关系最近的动物是猿科的4个种类人猿；人种之下分出的白种人、黄种人、黑种人和红种人等，都是由地理环境不同产生的亚种，而有人却认为是人“种”之间的不同，这就有些可笑了。同样的道理，一种动物叫什么名字，这就是它的种名，在名字前面加的地方名称均为亚种，如“马”的种类，蒙古马、阿拉伯马、伊犁马等仅是不同的亚种。同学们应该记住一条，即人为驯养的动物绝大多数都分化成了亚种，一般到不了种的级别，只有一个例外，那就是骡子。它是马种和驴种杂交产生的，由于父系与母系血缘关系较远，使它也受到影响，细胞内染色体不成对，无法复制，丧失了生殖能力。有些种比较小，彼此血缘关系较近，不同种的动物杂交也能产下后代并具生殖能力，但人为的因素很大。国外曾报道一家动物园让狮虎交配，生下了一只雌性虎狮，虎豹交配产下了一头豹虎。这是动物界中的“两不象”，完全是在特殊环境中产生的，没有太大意义，仅证实了不同种动物杂交也能生育的说法。RGG中国儿童资源网

现在生物学分类中的最低分类单位只有地理亚种，而古生物学分类中除了地理亚种外还有年代亚种，后者是指同一种类在不同时代分布上其形态特征显示出来的不同，即过渡种类不同阶段的差异。RGG中国儿童资源网

属是种的综合，它包括同源性及形态、构造、生理特征近似的种。仍以马为例，除了人类驯养的马之外，还有野马种。它们均在马属之下，都有共同的祖先；它们有相近的潜在性能，即野马通过驯化也可转化为家马；它们 的生殖器官具有极大的相似性，几乎就可以说是一样。古代人民就曾利用过这点，让母家马与野公马交配，使自己获得千里良驹。那是在河西走廊地区，人们捕不住野马，但知道到了冬季野马就会进山过冬，于是便将母家马在冬季赶入山中，使它们与野马相处，第二年春暖花开，野马走了，母家马回到了主人家，当年就能产下小马驹。所谓西域出良驹，良驹就是这样得来的。RGG中国儿童资源网

从属开始，生物的划分上就掺入了人为的成分，意见往往不能统一，属以上的等级人为因素更多，就更没有被同行认可的定义了。

生物分类-界门纲目科属种

       生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。
       分类就是遵循分类学原理和方法，对生物的各种类群进行命名和等级划分. 　　
       瑞典生物学家林奈将生物命名后，而后的生物学家才用

• 域 (Domain)
• 界 (Kingdom)
• 门 (Phylum)
• 纲 (Class)
• 目 (Order)
• 科 (Family)
• 属 (Genus)
• 种 (Species)

加以分类。

       最上层的界，由怀塔克所提出的五界，比较多人接受；分别为

• 原核生物界
• 原生生物界
• 真菌界
• 植物界
• 动物界 　　

从最上层的“界”开始到“种”，愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。若是同属的生物，其外型或生理等特征则极为相近，是演化的过程中，较具有亲属源的生物，但是它们之间遗传物质尚有差别，而使同属的生物间，虽然能够交配繁殖，但是繁殖的新一代却不具有生殖能力。

生物分类学的基本内容

分类工作的基本内容是区分物种和归合物种，前者是种级和种下分类，后者是种上分类。种群概念提高了种级分类水平，改进了种下分类，其要点是以亚种代替变种。亚种一般是指地理亚种，是种群的地理分化，具有一定的区别特征和分布范围。亚种分类反映物种分化突出了物种的空间概念。

变种这一术语过去用得很杂，有的指个体变异，有的指群体类型，意义很不明确，在动物分类中已废除不用。在植物分类中，一般用以区分居群内部的不连续变体。生态型是生活在一定生境而具有一定生态特征的种内类型，常用于植物分类。人工选育的动植物种下单元称为品种。

由于种内、种间变异错综复杂，分类学者对种的划分有时分歧很大。根据外部形态的异同程度作为划分物种依据而划分的称为形态种，由于对各种形态特征的重要性认识不一，使划分的种因人而异，尤其是分类学者对某些特征的“加权”常使它们比其他特征更具重要性，而造成主观偏见。

一个物种或物类，以至整个植物界和动物界，都有自己的历史。研究系统发育就是探索种类之间历史渊源，以阐明亲缘关系，为分类提供理论依据。尽管在分类学派中有综合(进化)分类学、分支系统学和数值分类学三大流派，但在其基本原理上都有许多共同之处，不过各自强调不同的方面而已。

特征对比是分类的基本方法。所谓对比是异同的对比：“异”是区分种类的根据，“同”是合并种类的根据。分析分类特征，首先要考虑反映共同起源的共同特征。但有同源和非同源的不同。例如鸟类的翼和兽类的前肢是同源器管，可以追溯到共同的祖先，是“同源特征”。恒温在鸟兽是各别起源，并非来自共同祖先，是“非同源特征”。系统分类采用同源特征，不取非同源性状。

生物分类学的演变历史

      生物的演化经历了许多不同的阶段，生物分类学也如是。从18世纪开始，生物各自依照形态、习性等不同的方法分类。经历了几个世纪的演变，由最初的二界分类直至最新的六界分类和三域分类，人类慢慢的开拓了对不同物种的认识。
      演变至今，最流行的分类是一种五界系统。五界系统反映了生物进化的三个阶段和多细胞阶段的三个分支，是有纵有横的分类。它没有包括非细胞形态的病毒在内，也许是因为病毒系统地位不明之故。它的原生生物界内容庞杂，包括全部原生动物和红藻、褐藻、绿藻以外的其他真核藻类，包括了不同的动物和植物。

二界分类系统

         林奈把生物分为两大类群：固着的植物和行动的动物。两百多年来，随着科学的发展，人们逐渐发现，这个两界系统存在着不少问题，但直到20世纪50年代，仍为一般教本所遵从，基本没有变动。

三界分类系统

二界分类系统最初的问题产生于中间类型，如眼虫综合了动植物两界的双重特征，既有叶绿体而营光合作用，又能行动而摄取食物。植物学者把它们列为藻类，称为裸藻；动物学者把它们列为原生动物，称为眼虫。中间类型是进化的证据，却成为分类的难题。 
　　为了解决这个难题，在19世纪60年代，人们建议成立一个由低等生物所组成的第三界，取名为原生生物界，包括细菌、藻类、真菌和原生动物。这个三界系统解决了动植物界限难分的问题，但未被接受，整整100年后，直到20世纪50年代，才开始流行了一段时间，为不少教科书所采用。

四界分类系统

在三界分类系统，只因真菌类(如我们日常食用的蘑菇以及遗传上常用的实验材料粗糙脉孢菌和面包酵母)固着生活和有细胞壁而归入植物界。
       但真菌细胞壁的化学组成是几丁质(而不是纤维素)，储存的是糖原(而不是淀粉)，这些都有别于其他植物。真菌虽为异养型，但主要为腐生或寄生，有别于动物的异养摄生或异养摄食；真菌为细胞外消化，即把其消化酶分泌到食物上，在胞外把食物分解后再吸收到胞内供利用，也有别于动物的细胞内消化。
      由于真菌与植物和动物的上述明显差异，所以在1959年惠特克(R·H·Whittaker)提出了另立1个真菌界的四界(原生生物界、真菌界、植物界和动物界)分类系统。

五界分类系统

魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)将生物分成五个界.。

目前，生物分类学上使用较广的是五界分类系统，它是由美国生物学家魏泰克（R.H.Whittaker,1924—1980）在1969年提出的。魏泰克在已区分了植物与动物、原核生物与真核生物的基础上，又根据真菌与植物在营养方式和结构上的差异，把生物界分成了原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界。

其中的原生生物界包括一切真核的单细胞生物和没典型细胞分化的多细胞生物。在这些生物中, 有些似乎应放在动物界,如草履虫、变形虫,有些似乎应放在植物界,如衣藻、团藻,而有些则兼有植物和动物(或真菌)的双重特征,如眼虫和黏菌。魏泰克认为,这些生物处于进化的低级阶段,它们之间是没有清楚界限的,因此,可以放在一个界中。但是,有些分类学家则主张将它们分别放到动物界或植物界中,对于那些同时具有动物和植物两方面特征的生物,可以既收入植物界,也收入动物界,承认它们的“双重身份”。

五界系统按复杂性增加的三个层次排列生命： 原核的单细胞（原核生物界）；真核的单细胞（原生生物界）；真核的多细胞（植物界、真菌界和动物界）。

随着生物层次的上升，生物变得愈加多样化，因为生物结构和功能复杂性的增加，变异的机会增多。多细胞生命的三个界代表了一种生态的和形态的分类。植物（生产）、真菌（还原）和动物（消费）代表了我们这个世界上三种主要生存方式。

五界系统：原核生物界、原生生物界、植物界、菌物界、动物界。

六界分类系统

随着分子生物学技术的进步，人们发现在五界分类系统中，原核界的细菌在形态上尽管很相似，但根据分子水平上的差异可明显分成两大类：古细菌和真细菌。例如，在古细菌中，存在TATA键合蛋白盒子(ATTA box-bindingprotein)，这也是真核生物中RNA多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的基本转录因子，但在真细菌中却没有这种转录因子。又如，在核糖体RNA(rRNA)的同源性上，在细胞壁和细胞膜的成分上，以及在转移RNA(tRNA)稀有碱基的差别上，古细菌和真细菌都有明显不同；这个不同甚至要超过它们各自与真核生物的不同。所以，沃斯(C·R·Woese)认为，应把原核生物界分类两界：古细菌界和真细菌界。古细菌界的细菌主要生活在一些极端环境中，如沼泽地底层(甲烷细菌)、热泉(如布氏火盘菌，最适生长温度达105 ℃)等。真细菌界的细菌为常见类型，有共生的，如遗传研究的重要细菌大肠杆菌；有寄生和致病的，如沙门氏菌和葡萄球菌。真细菌界还包括蓝绿藻。
关于六界间的生物在进化上的关系，沃斯根据它们在分子水平上的差异认为，所有生物有3种最基本的类型：古细菌、真细菌和最简单的真核生物。由于它们彼此间在分子水平上的差异大小近于相等，所以它们可能或多或少直接起源于地球上的原始生命，即原始生命在自然选择过程中，或迟或早地出现了这3种类型的独立进化途径。

开始，可能古细菌在地球上占优势，因为它们的代谢很好地适应了原始地球条件(富有二氧化碳，缺氧、高温)。往后，当氧成为大气的主要成分和地球温度逐渐变冷时，适合于需氧和较低温度的真细菌又可能占优势。关于真核细胞的起源一直是个谜。根据分析，真核生物叶绿体的RNA和蓝绿藻的RNA极为相似，而有些真核细胞的基因又与古细菌的极为相似，所以最简单的真核生物可能有复杂的起源，即原始生命、古细菌和真细菌都可能参与了这一过程，再后，最简单的真核生物，在长期的自然选择过程中又进化成四界：原生生物界、植物界、真菌界和动物界。

病毒是结构上极为简单的非细胞生物。病毒是生物，是因它具有生命的某些特征，如借助于宿主细胞可以进行繁殖，以产生更多的病毒。但其简单的结构，到底是原始地球上的最初生命形式，还是原核界生物退化的产物，现尚无定论，从而也还不能确定其分类地位。
 在很长一段时间里，界（Kingdom）是生物科学分类法中最高的类别。最新的基因研究发现这种分类法并不十分正确，因此引入了域作为生物最高的类别。现有的生物被分入非细胞生物域、真核生物域或原核生物域，没有成型的细胞核的生物（细菌和古细菌）被分入原核生物。只有在真核生物中还有界的分法。

三域分类系统

1970年代卡尔·沃斯（Carl Woese）发现二域说中的原核生物域中的细菌和古细菌应分为两域，因两者在以下方面不相同，因此创立三域说。
三域系统是由Carl Woese在1990年提出的生物分类，将原核生物分成了两大类，起初称为真细菌（Eubacteria）和古细菌（Archaebacteria）。Woese依据16S rRNA序列上的差别，认为这两类生物和真核生物一起从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来，因此将三者各置为一“域”（Domain），作为比界高的分类系统，并分别命名为细菌域（Bacteria）、古菌域（Archaea）和真核域（Eukarya）。
然而，rRNA树有可能将进化太快的类群放错位置（比如微孢子虫）。有人认为生物的根应该在真细菌之内，很多真细菌的类群在古细菌之前分支出来，很晚古细菌和真核生物才彼此分开。

生物分类学演变的比较

林奈 1735 二界	海克尔 1866 三界	柴顿 1937 二帝国	柯普兰 1956 四界	魏泰克 1969 五界	沃斯等人 1977 六界	沃斯等人 1990 三域
无分类	原生生物界	原核生物帝国	原核生物界	原核生物界	真细菌界	细菌域
					古菌细菌界	古菌域
		真核帝国	原生生物界	原生生物界	原生生物界	真核域
植物界	植物界			真菌界	真菌界
			植物界	植物界	植物界
动物界	动物界		动物界	动物界	动物界

生物分类学的历史

生物分类学的历史

人类在很早以前就能识别物类，给以名称。汉初的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽4类：虫包括大部分无脊椎动物；鱼包括鱼类、两栖类、爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等，鸟是鸟类；兽是哺乳动物。这是中国古代最早的动物分类，四类名称的产生时期看来不晚于西周。这个分类，和林奈的六纲系统比较，只少了两栖和蠕虫两个纲。

古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分物类，如把热血动物归为一类，以与冷血动物相区别。他把动物按构造的完善程度依次排列，给人以自然阶梯的概念。

17世纪末，英国植物学者雷曾把当时所知的植物种类，作了属和种的描述，所著《植物研究的新方法》是林奈以前的一本最全面的植物分类总结，雷还提出“杂交不育”作为区分物种的标准。

近代分类学诞生于18世纪，它的奠基人是瑞典植物学者林奈。林奈为分类学解决了两个关键问题：第一是建立了双名制，每一物种都给以一个学名，由两个拉丁化名词所组成，第一个代表属名，第二个代表种名。第二是确立了阶元系统，林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界，在动植物界下，又设有纲、目、属、种四个级别，从而确立了分类的阶元系统。

每一物种都隶属于一定的分类系统，占有一定的分类地位，可以按阶元查对检索。林奈在1753年印行的《植物种志》和1758年第10版《自然系统》中首次将阶元系统应用于植物和动物。这两部经典著作，标志着近代分类学的诞生。

林奈相信物种不变，他的《自然系统》没有亲缘概念，其中六个动物纲是按哺乳类、鸟类、两栖类、鱼类、昆虫、蠕虫的顺序排列的。拉马克把这个颠倒了的系统拨正过来，从低级到高级列成进化系统。他还把动物区分为脊椎动物和无脊椎动物两类，并沿用至今。

由于林奈的进化观点在当时没有得到公认，因而对分类学影响不大。直到1859年，达尔文的《物种起源》出版以后，进化思想才在分类学中得到贯彻，明确了分类研究在于探索生物之间的亲缘关系，使分类系统成为生物系谱——系统分类学由此诞生。

演化的理论和证据

在不认识达尔文，不知道演化论之前，你是否相信以下片段中所说的呢？

那么让我们看看为什么那么多科学家都支持演化论吧！

演化主要事件

在进化过程中，有许多关键性的生物分化，配合地质年代与进化历程，能够归纳出进化时间表。目前已知的化石纪录中，最早生命遗迹是出现在约38亿年前，原核单细胞生物则出现在33亿年前。到了22亿年前，才出现最早的真核单细胞生物，如蓝绿菌。6亿年前藻类与软件无脊椎动物出现。再此之前的年代称为前寒武纪。

古生代是由5亿4千3百万年前到5亿1千万年前所发生的寒武纪大爆发开始，此时大多数现代动物在分类上的门已经出现。之后海中藻类大量出现，而且植物与节肢动物开始登上陆地。最早的维管束植物在4亿3千9百万到4亿9百万年前出现。接着是硬骨鱼类、两栖类与昆虫的出现。3亿6千3百万年前到2亿9千万年前，维管束植物开始发展成大型森林，同时最早的种子植物与爬虫类出现，并由两栖类支配地球。最后爬虫类开始发展，并分化出类似哺乳类的爬虫类，随后发生二叠纪灭绝事件，古生代结束。

中生代开始于2亿4千5百万年前，这时以恐龙为主的爬虫类与裸子植物逐渐支配地球。1亿4千4百万年前到6千5百万年前，开花植物出现，最后中生代结束于白垩纪灭绝事件。

6千5百万年前之后则称为新生代，哺乳类、鸟类与能够为开花植物授粉的昆虫开始发展。开花植物与哺乳动物在这段时间取代了裸子植物与爬虫类，成为支配地球的生物。可能是人类祖先的类人猿出现在360万年前，直到10万年前，‎现代人（学名：Homo sapiens）才诞生。

1863年﹐ 达尔文出版「物种起源」后两年﹐ 正当人人都质疑演化论的说法﹐ 指众多物种既然都是演化分支产生而来﹐ 为何没有不同物种间的中间类型化石﹐ 例如鸟和爬虫的﹖﹐ 一直反对达尔文演化论的的科学对手欧文 (Richard Owen)就找到了第一块证实鸟类和爬虫演化关系的化石﹕ Archaeopteryx (始祖鸟)。 此后古生物学家在各地找到不同类型品种的始祖鸟类化石。反演化论者一直说这些都「只是鸟类化石」﹐一直否认这些化石具有的爬虫特征。这影片以Archaeopteryx (始祖鸟)17种爬虫特征 (鸟类所无特征)为例子﹐ 反驳他们的谬论﹐ 且解释为何Archaeopteryx (始祖鸟)就是证明演化发生的一个有力证据。

注：点击影片播放器下方的“CC”能够显示繁体中文字幕。

脊椎动物胚胎发育过程

所有的脊椎动物胚胎在发育初期都非常相似，在发育的过程中，这样的相似会逐渐减少，最后形成各物种的型态。举例而言，虽然各种成熟的脊椎动物差异很大，但是它们的胚胎型态在发育初期却非常相似，腮裂仍然出现在已经没有腮的爬虫类、鸟类与哺乳类胚胎中。鱼类的二房心会被保留到成体，而人类的胚胎虽然也有这种构造，却会在胚胎成熟后消失。

1870年代提出胚胎重演学说的恩斯特·海克尔，认为不同物种在同一段发育时期的差异也会显现出这些物种在进化上的亲近程度，而且这些生物进化历史的重复表现，能够出现在任何生物的胚胎发育过程。但是到了1997年，海克尔的理论正式被推翻。理察森与先前的一些研究发现，胚胎发育的型态，并不完全符合进化上的亲近程度。即使如此，现今的某些中学生物教科书依然继续使用海克尔的理论。

在胚胎重演论提出直到被推翻的期间，胚胎学对于进化机制的解释并没有太大的进展。但是近年的进化发育生物学（Evolitionary developmental biology、Evo Devo）研究，将分子生物学与发育生物学等学门结合，解释基因的改变对于动物形态的控制过程。同时也发现外表差异相当大的动物之间，也拥有相同的调控基因。以及相同的基因在不同的时间与空间，具有不同的作用。这些调控动物发育过程的基因，主要为一类Hox基因。

脊椎动物型态比较

脊椎动物同源构造的相互比较。从上到下，从左到右分别是有尾目（蝾螈等）、龟、鳄鱼、鸟、蝙蝠、鲸鱼、鼹鼠以及人类的前肢。

脊椎动物五趾肢的比较，支持了脊椎动物具有共同祖先的理论。举例而言，虽然人类、猫、鲸鱼与蝙蝠的五趾肢在型态上有所差异，但是主要架构都很相似。这些“同源”的构造，适应了不同的功能，如抓握、行走、游泳与飞行。

此外有一些构造在功能上相似，但却具有不同的型态。例如蝙蝠、鸟类与昆虫的翅膀；昆虫与脊椎动物的腿；章鱼与脊椎动物的眼睛；鱼类、鲸鱼与龙虾的鳍等。这类“异源”的构造，适应了相同的功能，如飞行、行走、感光与游泳。

从这段影片中，可以了解到四足动物的四肢其实是由鱼鳍演化而来的。

达尔文所提出的天择说

演化的原动力

生物演化的原动力来自两个步骤，一是 个体变异 ， 二是 环境的选择 。

个体变异的因素来自亲代的遗传，遗传造成族群中的个体性状不同，适应能力也不同，变异产生的性状表现型对既存生物体究竟是有利或有害，通常又与环境的变动与否有关；有时原来是有害的或中性的基因，在环境发生变化后，却可能成为适应新环境的有利基因。 产生遗传变异的因素来自基因的突变，有性生殖时基因的重组、染色体的互换也会造成了遗传性状的变异。 因此，后代的变异增大，随之也使其对变动后环境的适应能力增强。 下面的例子说明既存的个体的变异，加上不同环境的改变，造成不同演化情形。 保护色的形成：

	(1)免子族群中有不同毛色的性状。
	(2)鹰类捕食免子是随机的。
	(3)火山爆发，红色的火山灰盖满了生活环境。
	(4)鹰类捕捉了其他毛色的兔子。
	(5)红色毛的免子因与环境背景相似，不易被鹰类捕捉，代代相传下来。
	(6)若是冰河时期来临，则环境被雪覆盖为白的。
	(7)白色以外毛色的兔子，在雪地太过明显而被鹰类捕捉。
	(8)白色毛的免子与背景环境类似而不易被鹰类捕捉而存活下来。

天择说
达尔文所提出的天择说，可综合为下列四点：
	(1)	产生变异：个体间的性状常有许多差异，这些变异可以遗传。
		长颈鹿的祖先有长颈的和短颈的
	(2)	过度繁殖：各种生物经生殖作用产生的后代，其数目常较亲代大很多。
		长颈的和短颈繁殖的愈来愈多
	(3)	生存竞争：食物和空间的有限，引起生存竞争。
		当树较底下的叶子吃完后，长颈鹿可以吃到较高的树叶，而短颈鹿则吃不到树叶。
	(4)	适者生存：生存竞争的结果，使得性状适合的个体生存下来。
		短颈鹿因为吃不到树叶而遭到淘汰死亡。

接下来看看一些有关演化的有趣短片吧！

辛普森家庭版：生物演化史

機械版：生物演化史



这里还有一个网页，里面可以链接到一个台湾人做的，关于演化的网页。-->点我浏览

放射性碳年代测定

简介　　

放射性碳年代测定约为距今7000年—8500年之间科学家早已发现，宇宙中不断有宇宙线向地球辐射。美国科学家利比认识到，宇宙线的辐射，会使大气层中的部分碳原子变为放射性碳。由于植物不断从空气中吸收二氧化碳，动物又以植物为食物。因此，他认为，所有的生物都应含有放射性碳。这种设想为他在1947年做的实验所证实。

　　生物死后，摄入放射性碳的过程自然就停止了，其体内原有的放射性碳则会稳定衰变，其辐射强度每576O年降低一半。利比认识到，根据这一规律，就可测定古代生物体或其他有机物的年代。有了这种办法，考古学家不必再单纯依赖于文字记载和地层证据来判定年代，考古学因而取得了极大的进展。

　　自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C，14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。

14C测年法

自然界中的14C是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。碳-14不仅存在于大气中，随着生物体的吸收代谢，经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。由于碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰变，致使碳-14在自然界中（包括一切生物体内）的含量与稳定同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。

　　当生物体死亡后，新陈代谢停止，由于碳-14的不断衰变减少，因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定，就可以准确算出生物体死亡（即生存）的年代。例如某一生物体出土化石，经测定含碳量为M克（或碳-12的质量），按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出，生物体活着时，体内碳-14的质量应为m克。但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一，根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了，即已死亡了一万七千二百九十年了。美国放射化学家W．F．利比因发明了放射性测年代的方法，为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝尔化学奖。

　　由于碳-14含量极低，而且半衰期很长，所以用碳-14只能准确测出5～6万年以内的出土文物，对于年代更久远的出土文物，如生活在五十万年以前的周口店北京猿人，利用碳-14测年法是无法测定出来的。
通过C₁₄年代测定法计算样本年代的公式如下：
t = [ ln (N_f/N_o) / (-0.693) ] x t_1/2 其中，ln指的是自然对数，Nf/No是样品中的C₁₄与活体组织中相比的百分数，而t_1/2是C₁₄的半衰期（5700 年）。
这样，如果化石中的C₁₄与活体样本相比是10%，那么化石的年代即为：
t=[ln(0.10)/(-0.693)]x5700年 =[(-2.303)/(-0.693)]x5700年
=[3.323]x5700年=18940年 由于C₁₄的半衰期是5700年，因此只能测定年代最多为6万年的物体。不过，C₁₄年代测定法的原则也适用于其他同位素。K₄₀是在人体内发现的另外一种天然放射性元素，它的半衰期是13亿年。其他常用于放射性年代测定法的放射性同位元素包括：铀-235（半衰期=7.04亿年）、铀-238（半衰期= 45亿年）、钍-232（半衰期=140亿年）以及铷-87（半衰期=490亿年）。
使用多种放射性同位素可以让生物和地质样本的年代测定有更高的精确度。不过，放射性同位素年代测定法在未来可能会变得不适用。于20世纪40年代后死亡的生物会因为核弹、核反应堆和露天核试验的影响而难以精确测定年代。

C14是如何产生的

每天都有大量宇宙射线进入地球大气层。例如，我们每人每小时要承受大约50万束宇宙射线的照射。宇宙射线与大气层中的原子碰撞的情况并不罕见，由此产生的二级宇宙射线以高能中子态存在，同时这些高能中子也经常会与氮原子碰撞。当中子碰撞时，N₁₄（7个质子，7个中子）原子就会变成C₁₄原子（6个质子，8个中子）和1个氢原子（1个质子，0个中子）。C₁₄具有放射性，其半衰期约为5700年。

生物中的碳-14
宇宙射线创造的C₁₄原子与氧结合会形成二氧化碳，植物将其吸收后会通过光合作用融入到植物纤维。食用植物的动物和人类同样会摄取C₁₄。空气和所有生物中普通碳（C₁₂）与C₁₄的比例在任何时代都是几乎不变的。一万亿个碳原子中可能有一个是C₁₄。C₁₄一直在衰变，但它们会按照恒定速度被新的C₁₄原子取代。此时，您的体内有一定比例的C₁₄原子，而所有的植物和动物也都有相同比例的C₁₄原子。
活的生物体一旦死亡，就会停止摄取新的碳。所有生物体死亡的那一刻C₁₂和C₁₄的比例都是一样的，但C₁₄会继续衰变，而且不会得到补充。C₁₄按半衰期为5700年的速度衰变，而样本中C₁₂的数量仍然保持不变。通过测量样本中C₁₂与C₁₄的比例，将其与活的生物体进行对比，就能相当精确地测算样本的生存年代。

 

化石的形成

虽然一个生物是否能形成化石取决于许多因素，但是有三个因素是基本的：
   （1）有机物必须拥有坚硬部分，如壳、骨、牙或木质组织。然而，在非常有利的条件下，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母也能够变成化石。
   （2）生物在死后必须立即避免被毁灭。如果一个生物的身体部分地被压碎、腐烂或严重风化，这就可能改变或取消该种生物变成化石的可能性。
   （3）生物必须被某种能阻碍分解的物质迅速地埋藏起来。而这种掩埋物质的类型通常取决于生物生存的环境。海生动物的遗体通常都能变成化石，这是因为海生动物死亡后沉在海底，被软泥覆盖。软泥在后来的地质时代中则变成页岩或石灰岩。较细粒的沉积物不易损坏生物的遗体。在德国的侏罗纪的某些细粒沉积岩中，很好地保存了诸如鸟、昆虫、水母这样一些脆弱的生物的化石。

来源：http://www.uua.cn/base/show-8-1.html