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2012年2月16日星期四

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

2012年2月15日星期三

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

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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?

2011年12月5日星期一

细胞的基本结构和功能


植物细胞结构


细胞是生物体的构造和生理的基本单位,却不能因此认为所有的生物细胞都相同,即使在同一个个体内,也有因为分化而产生各式各样外观与功能不同的细胞,即使相同种类的细胞,也可能正在执行的生理工作也有差异,但是基本上彼此都有共同的基本构造。

细胞壁(cell wall)

分类在细菌、真菌、植物的生物,其组成的细胞都具有细胞壁(cell wall),而原生生物则有一部分的生物体具有此构造,但是动物没有。细胞壁是由细胞质的分泌物构成,在电子显微镜的发明之后,有许多的研究因此可以让人们知道,其成分与组成。而细胞壁可以保护细胞减少外界伤害、维持形状,并且避免因为水分过多而胀破。
植物细胞壁主要成分是纤维素,经过有系统的编织形成网状的外壁。可分为中胶层、初生细胞壁、次生细胞壁。中胶层是植物细胞刚分裂完成的子细胞之间,最先形成的间隔,主要成份是果胶质(一种多糖类),随后在中胶层两侧形成初生细胞壁,初生细胞壁主要由果胶质、木质素和少量的蛋白质构成。次生细胞壁主要由纤维素组成的纤维排列而成,如同一条一条的线以接近直角的方式排列,再以木质素等多糖类黏接。
真菌细胞壁则是由几丁质、纤维素等多糖类组成,其中几丁质是含有碳水化合物和氨,性柔软,有弹性,与钙盐混杂则硬化,形成节肢动物的外骨骼。几丁质不溶于水、酒精、弱酸和弱碱等液体,有保护功能。
细菌细胞壁组成以肽聚糖为主。

细胞膜(cell membrane)

细胞膜(cell membrane)为细胞与环境之间以及胞器与细胞质之间的分界,能够调节物质的进出,而膜上的蛋白质有许多种类,有的可以适时协助物质进出,有的能够传递讯息,有的则负责防御(免疫系统)的功能。细胞膜(又称原生质膜)为细胞结构中分隔细胞内、外不同介质和组成成份的界面。原生质膜普遍认为由磷脂质双层分子作为基本单位重复而成,其上镶嵌有各种类型的膜蛋白以及与膜蛋白结合的糖和糖脂。 原生质膜是细胞与周围环境和细胞与细胞间进行物质交换和信息传递的重要通道。原生质膜通过其上的孔隙和跨膜蛋白的某些性质,达到有选择性的,可调控的物质运输作用。 更详细的历史、微观构造请参考细胞膜。

细胞质(Cytoplasm)

细胞膜就像一个塑胶袋一样,装着满满的液状、胶体状的细胞质(cytoplasm),可粗略分为细胞质基质和胞器。细胞质含有维持生命现象所需要的基本物质,例如糖类、脂质、蛋白质、与蛋白质合成有关的核糖核酸,因此也是整个细胞运作的主要场所,透过细胞膜外接收的讯息、细胞内部的物质,共同调节基因的表现,影响生理活动。另外,细胞质内部也有多种网状构造,称为细胞骨架(Cytoskeleton),可以协助维持细胞形状,也能引导内部物质的移动,一些细胞骨架会于细胞分裂时,形成可以透过染色而观察的纺锤丝,有一些骨架更能帮助细胞运动。

细胞核 (Nucleus)

具有双层膜的胞器,细胞核是橾控整个细胞的控掣站,主要携带遗传物质(DNA),包括染色体(Chromosomes)(脱氧核糖核酸加上一些特殊的蛋白质)、核糖核酸等,核膜上有许多小孔称做核孔,由数十种特殊的蛋白组成特别的构造,容许一些物质自由通过,但是分子量很大的核糖核酸、蛋白质就必须依赖这些蛋白辅助,以消耗能量的主动运输,来往于细胞质跟细胞核之间。细胞分裂的期间可以看到细胞核中最显著的构造——核仁,其组成为核糖体RNA,以及合成核糖体所需的蛋白质。除核仁外,细胞核中还有许多其它核细胞器,如柯浩体(Cajal body), PML体等。 有趣的是,有些细胞为了执行特别的工作而没有细胞核:哺乳纲动物的红血球,为了减少携带的氧气,被红血球本身消耗,而成熟后就没有细胞核;植物则以筛管、导管、假导管为了运输功能,成熟后没有细胞核。


液泡(Vacuole)

这是另一种囊状的单层膜胞器,在细胞中扮演不同角色,形状可大可小。通常植物的液泡较大。在原生动物,例如草履虫,液泡扮演伸缩泡的功能,将过多的水分收集并排出体外;大多数植物细胞液泡在细胞成熟后,占有大部分的细胞体积,可以储存水分、存放色素,有些种类植物的液泡更能够协助光合作用的进行,另外液泡也有一个很大的功能:协助细胞往大体积的方向演化同时,能够使得细胞质的表面积变大,有利物质交换。

叶绿体(Chloroplasts)

叶绿体也是双层膜状的胞器,跟粒线体类似的地方是,它也有自己的遗传物质,能够自己分裂增殖,自制本身所需的一蛋白质。主要的功能是吸收光能,转变成化学能,并借此将无机物(二氧化碳和水)合成为有机物(糖类),这个借由光能产生营养物质的过程称为[[光合作用 (Photosynthesis)]],光表示光能,合表示合成。