医学生物学生物分类的方法与分类系统

医学生物学,生命的多样性与生物的分类系统,第七章 生物分类的方法与分类系统,生物分类的方法与分类系统,生物物种的多样性是生命多样性的直接体现。物种是生物分类学的基本单位，把各种各样的生物进行分门别类，是生命科学研究的基本方法和重要内容之一。,生物的分类方法与分类系统,一、种的概念和命名方法,1种的概念,种(species)，亦称物种，是分类学的基本单元。,以形态特征为主要鉴定依据，把种定义为形态结构相似的个体群种是一个独立的繁殖单元，具有实际或潜在生殖能力，并通过交配可产生能繁育后代的个体群，更强调的是种间的生殖隔离机制,生物分类的方法与分类系统,1种的概念,种(species)，亦称物种，是分类学的基本单元。现代生物学观点认为，物种是由可以相互交配（产生能育的正常后代）的自然群居组成的繁殖群体，是和其他群体生殖隔离着、并占有一定的生态空间，拥有一定的基因型和表型，是生物进化和自然选择的产物。,生物分类的方法与分类系统,1种的概念,种(species)亚种(subspecies),某种生物分布在不同地区的种群，由于所在地区生活环境的影响，在形态构造或生理机能上发生某种变化，这个种群就称为某种生物的一个亚种。,生物分类的方法与分类系统,1种的概念,种(species)亚种(subspecies)变种(variety),同一个生态环境的同一个种群内，如果某些个体组成的小种群在形态、分布、生态或季节上发生了一些细微的变异，并且有了稳定的遗传特性时，就称为原来种的变种。,生物分类的方法与分类系统,1种的概念,种(species)亚种(subspecies)变种(variety)变型(form),变型是指有形态变异，但是看不出有一定的分布区，仅仅是一些零星分布的个体。,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,生物的种类繁多，为了科学研究与相互交流的方便，避免出现同物异名或同名异物的混乱现象，国际上制定了统一的命名法则，即瑞典学者Linnaeus所创建的双名法(binomial nomenclature)，规定每一个物种只能有一个统一的学名(scientific name)。,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,每种生物的学名采用属名和种名命名，用拉丁文或拉丁化的词表示。第一个拉丁词表示该物种的属名，通常是名词，第一个字母必须大写；第二个拉丁词是种名，多为形容词，字母均小写，其性、数、格要与属名一致；在种名之后还应附上命名人的姓氏或姓氏的缩写，首字母要大写，有时还要加上命名的年份，以便原始文献的核查。,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,中华按蚊,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,每种生物的学名采用属名和种名命名，用拉丁文或拉丁化的词表示。当种名未能确定时，可在属名之后附以“sp”。,待定种按蚊,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,每种生物的学名采用属名和种名命名，用拉丁文或拉丁化的词表示。对于亚种，一般采用三名法(trinomial nomenclature)，即在种名之后再加上一个亚种名的拉丁单词。,大蟾蜍中华亚种,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,每种生物的学名采用属名和种名命名，用拉丁文或拉丁化的词表示。更正一个种的学名，把一个种从一个属划归于另一个属时，给原来命名人的姓氏加上括号，后面再写上修正人的姓氏即可。,崇安湍蛙,生物分类的方法与分类系统,2种的命名方法,每种生物的学名采用属名和种名命名，用拉丁文或拉丁化的词表示。学名字体在印刷时一般要求为斜体；手写时则在其下方加横线。,生物分类的方法与分类系统,生物的分类方法与分类系统,二、生物分类,1生物分类的意义,生物分类学(taxonomy)是研究生物分类理论和方法的学科。它包括分类(classification)、命名(nomenclature)和鉴定(identification)三个独立和相关的分类学领域。,生物分类的方法与分类系统,1生物分类的意义,分类是根据生物的相似性和亲缘关系，将生物归入不同的类群（分类单元）命名是根据国际生物命名法规给生物分类单元以科学的名称鉴定是确定一个新的分类生物属于已经命名的分类单元的过程,生物分类的方法与分类系统,1生物分类的意义,生物分类学是对各类生物进行鉴定、分群归类，按分类学准则排列成分类系统，并对以确定的分类单元进行科学命名的学科。其目的是探索生物的系统发育及其进化历史，揭示生物的多样性及其亲缘关系，并以此为基础建立多层次能反映生物界亲缘关系和进化发展规律，为更广泛、更有效地保护和利用自然界丰富地生物资源提供方便。,生物分类的方法与分类系统,1生物分类的意义,人为分类法,从人们的某种实际需要出发，主观地选择生物的一些表象性状，作为分类的依据或标准。这种分类方法便于生物名称的检索，也易于掌握，但不强调生物间的亲缘关系，不能反映生物进化的自然系谱。,生物分类的方法与分类系统,1生物分类的意义,自然分类法,着重于生物间存在的不同亲缘关系，依据生物的各种特征，包括外部形态、解剖结构、生理生化、生态、行为、地理分布、系统发育等进行分类。这种反映物种在进化上的亲缘关系的分类称为自然分类法，它可较真实地反映生物进化的自然系谱，比人为分类更接近于客观实际。,生物分类的方法与分类系统,2生物分类的等级,分类学家根据生物之间相同、相异的程度与亲缘关系的远近，以不同的分类特征为依据，将生物逐级分类。主要的分类等级或阶元单位为：界(kingdom)、门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)共7级。,生物分类的方法与分类系统,2生物分类的等级,每一种生物，其分类属性以及与其他种生物的亲缘关系，都可通过分类系统得以体现。为了更准确地反映生物的分类地位，在以上7个主要单元前后，还分别增加“超”（在前）、“亚”和“下”（在后）等辅助性阶元，并缀以相应的字头 super-、sub-、infra- 来表示。,生物分类的方法与分类系统,生物的分类方法与分类系统,动物界 Kingdom Animalia,脊索动物门 Phylum Chordata,脊椎动物亚门 Subphylum Vertebrata,哺乳纲 Class Mammalia,真兽亚纲 Subclass Eutheria,灵长目 Order Primates,类人猿亚目 Suborder Anthropoidea,人科 Family Homonidae,人属 Genus Homo,人种 Species sapiens,Homo sapiens,生物的分类方法与分类系统,三、生物的分类系统,基于一定的分类标准和分类方法所建立的生物分类系统，反映了人们对生命自然界的认识水平。生物的分界，在我国，从甲骨文的记载中，就可见对动物和植物的划分；在西方，古希腊学者Aristotle(公元前384公元前322)首先提出两界的划分。,生物分类的方法与分类系统,生物分类的方法与分类系统,Linnaeus：以生物能否运动为标准，明确提出二界系统,动物界(Animalia)植物界(Plantae),生物分类的方法与分类系统,Haeckel：从进化的观点出发，提出了三界系统,原生动物界(Protozoa)后生动物界(Metazoa)植物界(Plantae),生物分类的方法与分类系统,Copeland：原核生物与真核生物之间的巨大差异，提出四界系统,原核生物界(Monera)原生生物界(Protista)植物界(Plantae)动物界(Animalia),生物分类的方法与分类系统,Whittaker：生物细胞结构和营养方式的不同，提出了一个新的五界分类系统,原核生物界(Monera)原生生物界(Protista)植物界(Plantae)真菌界(Fungi)动物界(Animalia),生物分类的方法与分类系统,反映纵向连续的阶段性发展，显示了生命历史的三大阶段,原核单细胞阶段真核单细胞阶段真核多细胞阶段,Whittaker：生物细胞结构和营养方式的不同，提出了一个新的五界分类系统,生物分类的方法与分类系统,体现横向分化的分支发展，反映了进化的三大方向,营光合作用的植物(自然界的生产者)分解和吸收有机物的真菌(自然界的分解者)以摄食有机物的方式进行营养的动物(自然界的消费者),Whittaker：生物细胞结构和营养方式的不同，提出了一个新的五界分类系统,生物分类的方法与分类系统,忽略了病毒类等非细胞生命类型的分类归属问题把原生生物列为一个中间阶段，削弱了原核和真核两个基本阶段之间的对比在原核及原生生物两界内，没有考虑生态关系而作出分支分类,Whittaker：生物细胞结构和营养方式的不同，提出了一个新的五界分类系统,生物分类的方法与分类系统,陈世骧教授在五界系统的基础上，针对其存在的缺陷，加了一个病毒界，提出了一个较为完善的两总界（六界）系统,1病毒界,生物分类的方法与分类系统,为非细胞结构，结构及其简单，一般由含有核酸(DNA或者RNA)的核心部分和蛋白质外壳部分组成个体微小，一般在15450nm之间无独立的代谢系统，只能在特异性宿主细胞内才能繁殖,1病毒界,病毒的增殖的基本特点是：无生长过程；不是以二分裂方式繁殖；病毒只有进入宿主细胞后才能按照自己的核酸指令复制大量的病毒核酸，然后合成病毒自身所需的蛋白质，然后装配形成病毒，并由宿主细胞释放出来。一般包括以下几个步骤：吸附、侵入和脱壳、生物合成、装配、释放。,生物分类的方法与分类系统,2原核生物界,原核生物(prokaryotes)是目前已知的结构最简单，并能够独立生活的一类细胞。,生物分类的方法与分类系统,2原核生物界,生物分类的方法与分类系统,具有一般细胞的形态，细胞内同时具有DNA和RNA无核膜，所以没有典型的细胞核细胞质内没有线粒体、高尔基复合体以及内质网等细胞器，有细胞壁分裂方式为二分裂(binary fission)多为异养型,3原生生物界,生物分类的方法与分类系统,真核生物的主要特点是具有明显的细胞结构，有明显的细胞核，细胞内核质周围有核膜与细胞质分开；细胞质内有具有不同功能的细胞器，如线粒体、高尔基体等。,3原生生物界,生物分类的方法与分类系统,原生生物除了具有真核生物的主要特征以外，其组成是单细胞或者单细胞群体，但没有组织分化；细胞中的各种细胞器分工协作完成其特有的生命过程。原生生物虽然只是一个细胞，但是在生理上却是一个独立而完整的机体，有自养型的，也有异养型的。多营无性生殖。,4真菌界,生物分类的方法与分类系统,绝大多数真菌是多细胞结构的真核生物，真菌与其他真核生物在营养方式、组织结构、生长发育和繁殖方式都不同的独特的有机体。真菌有核膜与核仁的分化，细胞质中有线粒体等细胞器和内质网等内膜结构。通过无性生殖或者有性生殖过程产生各种孢子进行繁殖。营寄生或者腐生生活。,5植物界,生物分类的方法与分类系统,植物的共同特征是：都是多细胞的个体；细胞均有纤维素壁；叶绿体的色素成分和比例相同（藻类除外）；高等植物的生活史中都有明显的世代交替，都有卵式生殖；有复杂的个体发育过程；可以进行光合作用，是自养真核生物。,5植物界,生物分类的方法与分类系统,低等植物高等植物(有胚植物),孢子植物种子植物,裸子植物被子植物,6动物界,生物分类的方法与分类系统,动物的进化也经历了从低级到高级、从简单到复杂的过程，主要表现在细胞分化、胚层形成、体型对称形式、身体分节、附肢变化以及一些重要器官的形成等方面。,生物的分类方法与分类系统,四、动物界的主要门类,生物分类的方法与分类系统,原生动物是一类最原始、最低等的单细胞动物，少数为单细胞群体。,1原生动物门,生物分类的方法与分类系统,原生动物不同于多细胞动物的个别细胞，是具有完善细胞结构和独立生理功能的有机体。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。,1原生动物门,1原生动物门,生物分类的方法与分类系统,鞭毛纲(Mastigophora)纤毛纲(Ciliata)肉足纲(Sarcodina)孢子纲(Sporozoa),生物分类的方法与分类系统,海绵动物(Spongia)，又称为多孔动物(porifera)，是最原始、最低等多细胞动物的典型代表，属细胞水平的多细胞动物。绝大多数栖息于海水中，少数生活在淡水中。,2海绵动物门,生物分类的方法与分类系统,海绵动物体型多不对称，形状变化很大，不规则；细胞分化简单，没有明显的组织分化；虽然体层有两层细胞，但并非真正的两胚层动物；体表多小孔；体内有海绵丝或骨针；幼体可自由游泳，成体固着生活，多形成群体，附着于岩石和动植物上。,2海绵动物门,生物分类的方法与分类系统,腔肠动物因生活方式之不同而形成水螅型与水母型两类不同的体型。,3腔肠动物门,水螅型：呈筒状，适于固着生活水母型：为盘状，营漂浮的自由生活,生物分类的方法与分类系统,腔肠动物门(Coelenterata)是真正的两胚层后生动物(metazoa)，构成体层的内、外胚层两层细胞之间有非细胞结构的中胶层存在，相当于高等动物的原肠胚阶段。,3腔肠动物门,生物分类的方法与分类系统,腔肠动物由内胚层围绕的腔具有细胞内及细胞外消化功能，并兼具循环作用，称消化循环腔。该腔有一口与外界相通，食物的摄入及残渣的排泄均经此口，由胚胎发育时的胚孔所形成。,3腔肠动物门,生物分类的方法与分类系统,身体一般呈辐射对称，这是一种原始的低级对称形式，有利于营固着或漂浮的生活方式、均衡的接触外界环境，获取食物或者感受刺激。外胚层的基部有神经细胞，并以神经突起相互连接成一个疏松的网状神经系统，其传导是无定向的，是一种原始的神经结构形式。,3腔肠动物门,生物分类的方法与分类系统,扁形动物门(Platyhelminthes)动物体扁平，两侧对称，使动物体明显出现了前后、左右和背腹的区分，在功能上也有了相应的分化。两侧对称也加大了动物的活动范围，不仅能够游泳，还能够在水底爬行。具有内、中、外三胚层，有器官分化；梯形神经系统。,4扁形动物门,生物分类的方法与分类系统,涡虫纲(Turbellaria)吸虫纲(Trematoda)绦虫纲(Cestoidea),4扁形动物门,具有该门动物的典型特征，营自由生活生活史复杂，有世代交替，营寄生生活,生物分类的方法与分类系统,线形动物门(Nemathelminthes)是进化上的盲支。动物体细长、不分节；体壁和肠壁间有一个相当于胚胎期囊胚腔的空腔，称作原体腔(primary coelom)或假体腔(pseudocoelm) 。,5线形动物门,生物分类的方法与分类系统,线形动物门的动物出现了肛门；没有运动器官，靠原体腔内的体腔液流动和体壁肌肉的伸缩使身体运动；雌雄异体，精子没有鞭毛，靠伸出的伪足运动；多数线虫的体细胞数目是恒定的。,5线形动物门,生物分类的方法与分类系统,环节动物门(Annelida)在进化上占有重要地位。环节动物身体两侧对称；三胚层；有同型体节分化；在体壁中胚层和肠壁中胚层之间有次生体腔(secondary coelom)，各器官系统较为发达。一些种类出现了原始附肢疣足。,6环节动物门,生物分类的方法与分类系统,多毛纲(Polychaeta)寡毛纲(Oligochaeta)蛭纲(Hirudinea),6环节动物门,生物分类的方法与分类系统,软体动物外形差别较大，但是体制结构基本相同。动物身体柔软不分节，由头、足和躯干三部分构成。多数种类两侧对称，具有外套膜，并由它分泌钙质介壳覆盖于体表；次生体腔退化，内脏器官比较发达；神经系统不发达。是进化上的旁支。,7软体动物门,生物分类的方法与分类系统,双神经纲(Amphineura)瓣鳃纲(Lamellibranchiata)头足纲(Cephalopoda)腹足纲(Gastropoda)掘足纲(Scaphopoda),7软体动物门,生物分类的方法与分类系统,节肢动物门(Arthropoda)是无脊椎动物中真正适应陆生生活的高等类群。种类最多，分布最广，生活方式多样，对环境具有高度的适应性。,8节肢动物门,生物分类的方法与分类系统,节肢动物门动物之一般特征表现为：两侧对称；三胚层；混合体腔；链状神经系统；体表有几丁质外骨骼；身体分化为头、胸、腹三部分，胸腹部具成对的分节附肢。肌肉发达，神经节趋于合并和集中。,8节肢动物门,生物分类的方法与分类系统,甲壳纲(Crustacea)蛛形纲(Arachnoidea)多足纲(Myriapoda)昆虫纲(Insecta),8节肢动物门,生物分类的方法与分类系统,棘皮动物门(Echinodermata)动物属后口动物(Deuterostomia)，即在胚胎发育过程中，原肠胚的胚孔发展成为成体的肛门，其相对一端另产生一个成体的口。与之相反，以上各门动物，其原肠胚的胚孔形成成体时的口，故这些动物都称之为原口动物。,9棘皮动物门,生物分类的方法与分类系统,海星纲(Asteroidea)蛇尾纲(Ophiuroidea)海胆纲(Echinoidea)海参纲(Holothuroidea)海百合纲(Crinoidea),9棘皮动物门,生物分类的方法与分类系统,半索动物门(Hemichordata)是无脊椎动物与脊索动物之间的一个过渡类型。半索动物具有背、腹神经索，在背神经索的前端有中空的管腔，被认为是脊神经管的雏形；消化管背面有鳃裂；口腔背面向前伸出一条短的盲管，即口索。,10半索动物门,生物分类的方法与分类系统,关于半索动物的分类地位尚存争议。以往因其主要特征与脊索动物颇为相似，故被划入脊索动物的原索亚门，但不少学者认为它有无脊椎动物的一些特征。目前，多数学者主张将之独立列门。,10半索动物门,生物分类的方法与分类系统,10半索动物门,无脊椎动物(Invertebrata),没有具身体支持作用的脊索或脊椎若有中枢神经系统，皆非管状，且位于消化管道腹面如果具有血管，则主要血管位于消化管道背面,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门,尾索动物亚门(Urochordata)头索动物亚门(Cephalochordata)脊椎动物亚门(Vertebrata),脊索动物是动物界最高等的一个门类。该门动物具有三大基本特征：脊索、鳃裂和背神经管。,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门（1）尾索动物亚门,脊索仅存在于尾部，幼体多自由生活，成体包被于类似纤维质的被囊中，营固着或自由生活，海产。,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门（2）头索动物亚门,具有脊索动物最为典型的三大基本特征，脊索自身体后端纵达前端，在进化上有重要的研究意义。头索动物浅栖海底。,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门,尾索动物亚门和头索动物亚门又合称为原索动物(Protochordata)，是脊索动物门的低级类型。,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门（3）脊椎动物亚门圆口纲,圆口纲(Cyclostomata)动物种类稀少；水生；无颌，故又称无颌类(Agnatha)。,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门（3）脊椎动物亚门鱼纲,鱼纲(Pisces)是一类典型的水生脊椎动物。多数体表覆以鳞片，具上、下颌与成对的附肢；鳃呼吸；心脏结构为一房一室，血液单循环。,生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门（3）脊椎动物亚门鱼纲,软骨鱼类(Chondrichthyes)硬骨鱼类(Osteichthyes),生物分类的方法与分类系统,11脊索动物门（3）脊椎动物亚门两栖纲,两栖纲(Amphibia)是从水生到陆生的过渡类型。其皮