1、第九章 生物的多样性一、生物的分类系统现代分类系统是根据生物所有性状的异同，综合起来分门别类，称为自然分类法，它采用了阶梯从属的等级，分为界、门、纲、目、科、属、种七个等级。如果某一等级内种类繁多，还可划分出中间等级如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种等。通过分类系统，可以了解各物种之间的亲缘关系和每一个物种在生物界中的地位。二、生物的界级分类随着生物科学的发展，对生物的分界产生了不同的观点，出现了不同的分界方法，如两界说、三界说、五界说、六界说等。在显微镜发明以前，由林奈提出了两界说，把生物分为植物界和动物界。三界说是在用显微镜发现单细胞生物后产生的，在 1866 年由赫克尔提倡，把生物分成
2、单细胞的原生生物界和植物界、动物界。五界说是 1969 年由惠特克提出的，把生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界，此说更完善地反映出生物的进化历程，得到大多数生物学家的承认。也有一些学者主张，将现在生活在地球上的生物，分为六大类群：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、植物界、真菌界和动物界。第一节 植物界的主要类群【知识概要】地球上的植物，目前已知的有 40 多万种，它们组成了整个植物界。植物界的主要类群归纳如下：我国的植物资源非常丰富，有许多世界珍稀的和特有的种类。我国的一级保护植物有熊类植物中的桫椤，裸子植物中的银杉、水杉、秃杉和被子植物中的金花茶、珙桐、人参和望大树
3、。一、藻类植物藻类植物属于低等植物，其主要特征是一般具有光合色素，能进行光合作用，自养。生殖器官为单细胞构造，植物体结构简单，有单细胞、群体和多细胞三类，没有根、茎、叶分化。绝大多数生活在水中。现存的藻类植物约 2 万多种。按细胞所含色素以及贮存养分的不同，可把藻类分为绿藻门、轮藻门、红藻门、褐藻门等。绿藻门、红藻门和褐藻门的比较见下表。绿藻门、红藻门和褐藻门的比较名称 光合色素种类 贮存的养分 常见植物绿藻门 叶绿素 a 和 b， 和 胡萝卜素，四种叶黄素淀粉、油类 衣藻、团藻、水绵、石莼红藻门 叶绿素 a、d，胡萝卜素，叶黄素和藻红素，有的含藻蓝素红藻淀粉、红藻糖 紫菜、石花菜、江蓠、海萝
4、褐藻门 叶绿素 a 和 c， 胡萝卜素，六种藻黄素藻淀粉、甘露醇、油类、还原糖、碘海带、裙带菜、网地藻、鹿角菜藻类植物的生殖方式有营养生殖、无性生殖、有性生殖三种。藻类植物有重要的自然和经济意义，地球上 90的光合作用是由海洋和淡水中的藻类植物完成的。藻类植物不仅为水生植物提供食物，而且也是水和大气中氧气的重要来源。二、地衣植物地衣是一类多年生的低等植物，是藻类和真菌共生的复合体。地衣没有根、茎、叶的分化，由真菌菌丝缠绕藻细胞，并从外面包围藻类，藻类光合作用制造的有机物大部分被菌类夺取，藻类与外界隔绝，所需水分、无机盐和二氧化碳依靠菌类从外界吸收供给。地衣按生长型分为壳状、叶状、枝状三类。地衣
5、的生殖方式主要有营养生殖和有性生殖。地衣抵抗干旱、寒冷等不良环境的能力十分强。地衣植物约有 25000 余种，一般分为三纲：子囊衣纲、担子衣纲和藻状菌衣纲。常见的有石蕊、松萝、石耳、冰岛衣、梅衣等。三、苔藓植物苔鲜植物是一类原始陆生植物，多生于阴湿的环境中。苔藓植物的配子体发达，孢子体退化。配子体为叶状体或有茎叶分化的茎叶状体，没有真正的根，只有假根、茎、叶无维管束，吸水和保水能力差，因此，个体较低矮，孢子体不能独立生活，依附在配子体上。配子体能形成多细胞雌、雄生殖器官，受精作用必须在有水条件下进行，植物界从苔藓植物开始有胚的构造。苔药植物约有 23000 多种，通常分为苔纲和藓纲。苔纲常见植
6、物有地钱、大羽苔、平叉苔、角苔等。藓纲常见植物有葫芦藓、泥炭藓、黑藓等。四蕨类植物藓类植物是最原始的维管植物。具有独立生活的配子体和孢子体。孢子体占优势，有根、茎、叶器官和维管系统的分化，根通常是不定根，茎多是根状茎，叶分小型叶和大型叶，孢子体产生孢子囊。配子体简单，产有颈卵器和精子器，受精作用必须在有水条件下进行。现存的藏类植物约有 12000 种，分为五纲：石松纲、水韭纲、松叶蕨纲、木贼纲和真蕨纲。前四个纲都是小型叶，是比较原始古老的蕨类，真蕨纲具大型叶是最进化的一个类群。石松纲常见植物有石松、卷柏、翠云草等。水韭纲常见植物有中华水韭，松叶藏纲植物我国仅有松叶蕨一种。木贼纲常见的有节节草、
7、水贼、问荆等。真蕨纲常见的有蕨、瓶尔小草、紫萁、海金沙、水龙骨、桫椤、贯众、槐叶苹、满江红等。五、裸子植物裸子植物是具有颈卵器和维管束、能产生种子的一类高等植物。裸子植物能形成种子，但不形成子房和果实，因此，胚珠和种子都是裸露的。配子体寄生在抱子体上。传粉时花粉萌发形成花粉管，直达胚珠，使受精作用摆脱了水的限制。孢子体特别发达，多为高大乔木，木质部中大多具有管胞而无导管，韧皮部中有筛管而无伴胞。具有多胚现象。裸子植物现仅存 760 多种。我国是裸子植物种类最多、资源最丰富的国家，约有230 种和 48 变种，其中不少是第三纪孑遗植物，称为“活化石 ”植物。裸子植物通常分为苏铁纲、银杏纲、松柏纲
8、、红豆杉纲（紫杉纲）和买麻藤纲等五纲。苏铁纲是现代裸子植物最原始的类群，常见植物有苏铁、华南苏铁等。银杏纲现代仅残存银杏，是著名的孑遗植物。松柏纲是现代最繁荣、最进化的裸子植物类群，常见的如银杉、云杉、金钱松、落叶松、红松、油松、马尾松、黄山松、杉木、水杉、水松、丝杉、巨杉、侧柏、圆柏等，其中许多为我国特产树种，红豆杉纲常见的有罗汉松、红豆杉、香榧等。买麻藤纲是现代裸子植物完全孤立的一群，如草麻黄、买麻黄、百岁兰等。六、被子植物1主要特征和分类被子植物是现代植物界中最高级、最繁盛和分布最广的一个类群被子植物显著的特征是具有真正的花，花的形态结构多种多样，适应于虫媒、风媒、鸟媒、水媒等各种传粉方
9、式；胚珠包被在子房内，种子包被在果实内，果实的形成，对于保护种子和种子散播有特殊意义；出现双受精和胚乳组织；孢子体高度发达，组织分化精细，输导组织结构、功能交加完善，配子体进一步简化。现已知的被子植物约 20 多万种，种数占植物界的一半以上。被子植物分为两纲：双子叶植物纲和单子叶植物纲，两者的主要区别见下表。双子叶植物纲和单子叶植物纲的区别双子叶植物纲 单子叶植物纲草木、灌木或乔木 草本或稀为木本主根发达，多为直根系 主根不明显，多为须根系维管束环形排列，有形成层和次生组织，是无限维管束维管束呈散形排列，没有形成层和次生组织，是有限维管束叶具网状脉 叶具平行脉或弧形脉花的基数是 5 或 4 花
10、的基数是 3胚具 2 片子叶 胚具 1 片子叶2花程式和花图式被子植物的分类是以形态学特征为主要标准，尤其是以花和果实的形态特征作为标准的最为普遍。为了简单地说明一朵花的结构，可以用一种公式或图案把一朵花的各部分表示出来，前者称花程式，后者称花图式。在花程式中，表示花各部分的代号通常是：K 一花萼；C 一花冠；A 一雄蕊群；G 雌蕊群；P花被。每一字母右下角用数字表示实际数目，O缺一轮；数目极多；（）连合；数字数字一两轮；G子房上位； 子房下位； 子房周位。G 字母右下角的数字：数字心皮数；子房室数；在公式前， *整齐花；两侧对称；雄花；雌花； 两性花。花图式是用花的横剖面简图来表示花各部分的
11、数目、离合情况，以及在花托上的排列位置，也就是花的各部分在垂直于花轴平面所作的投影图。3花序被子植物的花，有的是单独一朵花生在茎技顶上，称为单生花。绝大多数植物的花按一定排列顺序着生在特殊的总花柄上。花在总花柄上有规律地排列方式，称为花序。总花柄又称花轴或花序轴。花序种类归纳如下。花序分为无限花序和有限花序。无限花序又分为简单花序和复合花序。简单花序包括：总状花序、伞房花序、伞形花序、穗状花序、葇荑花序、肉穗花序、头状花序、隐头花序。复合花序包括：圆锥花序（复总状花序） 、复穗状花序、复伞形花序、复伞房花序、复头状花序。有限花序分为单歧聚伞花序、二歧聚伞花序和多歧聚伞花序。多歧聚伞花序包括密伞
12、花序和轮伞花序。【解题指导】例 1 海带属于藻类植物，长度可达十几米，葫芦藓属于苔藓植物，高不过几厘米，但为什么说苔藓植物比藻类植物高等？析 生物类群的高等与低等，主要是指进化水平的高低。一般地说，高等类群主要表现在：组织器官分化更加复杂，生理功能更加完善；更加适应陆地干旱环境条件；胚胎发育能够得到亲体充分的营养供应和保护（对动物来说，高等类群的神经系统更为发达，行为也更复杂） 。就海带和葫芦藓相比较，海带只是个叶状体，葫芦藓有了茎叶的分化，出现了假根；海带的生殖细胞只是一个单细胞，葫芦藓具有多细胞生殖器官颈卵器和精子器；海带的雌雄配子在水中结合成合子并发育，葫芦藓的精子借鞭毛游动到雌枝的颈卵
13、器，与卵结合成合子，并在其中发育成胚，胚发育成孢子体。从生活环境看，海带只能生活在海水中，葫芦藓已经适应陆地阴湿环境。因此，从以上几方面看，苔藓植物体形虽小，但比藻类植物高等。例 2 裸子植物比藏类植物更适合于陆地生活的特征是 A 大都是高大的乔木B 受精脱离了水的限制C 有了很、茎、叶的分化D 胚珠有子房壁包被着析 在植物的进化过程中，裸子植物取代蕨类植物而在陆地植被中占有一定的优势地位，是由于花粉管和种子的形成。裸子植物花粉管的形成，使裸子植物的受精作用可以不再借水为媒介，从而摆脱了对水的依赖，对适应陆地生活环境具有重大意义，而蕨类植物的受精离不开水，受到水的限制。裸子植物形成了种子，种子
14、的胚包外面包着种皮，抵抗干旱和其他不良条件的能力比孢子大得多了。这一点本题的选项中未提及。A 选项中高大的乔木不能说明问题，两亿多年前，地球上曾经茂盛地生长着高达数十米的乔木状的古代蕨类植物。C 项中有了根、茎、叶的分化，是蕨类植物和裸子植物共有的特征。D 项为被子植物的特征。因此答案选 B。【巩固练习】1植物分类的主要依据是 根 茎 叶 花 果实 种子A B C D 2下列属于我国一级重点保护的植物是 水杉 银杉 银杏 珙桐 人参 铁树 桫椤 龙眼A B C D 3下列哪种不属于我国特有的珍稀植物？ A 银杉 B 水杉 C 人参 D 珙桐4冬天池塘里见不到水绵，而春暖后就可以见到水绵丝团漂浮
15、水面，主要原因是秋季形成合子沉入水底 秋后以种子形式沉入水底 春季进行光合作用，放氧的水绵丝团上浮 春季呼吸作用加强，放出二化碳水绵丝团上浮A B C D 5地球上近 90的光合作用是由哪一类植物完成的 A 被子植物 B 裸子植物 C 蕨类植物 D 藻类植物6下列关于藻类的叙述，正确的是 A 藻类的叶状体具有原始的输导组织B 绿藻类含有与一般绿色植物相同的叶绿素，也被认为是陆生物的祖先C 紫菜属于红藻类，可在淡水中大量培养D 蓝藻的叶绿素存在于叶绿体内7在一个以燃煤供暖和取得动力的大城市附近，地衣不能生长，因为大气被某种物质污染，这种物质是 A CO B SO2 C NO D CO28苔鲜植物
16、体内水分和养分的输送途径是 A 导管 B 筛管 C 维管束 D 细胞之间的传递9划分高等植物和低等植物的主要标准是 细胞内有叶绿体 植物体有根 植物体有茎叶分化 生殖过程出现胚 由真核细胞构成 具有维管束A B C D 10下列有关苔藓植物和蕨类植物的叙述，正确的是 A 地钱的配子体既能从土壤中吸收水分，亦能进行光合作用B 蕨类的配子体可从孢子体中摄取水分C 卷柏的配子体比孢子体发达D 葫芦藓的孢子体能直接从土壤中吸收水分11在松柏类植物中，长距离输导水分的结构是 A 导管和管胞 B 导管和传递细胞C 筛管和管胞 D 管胞12褐煤是由哪一类高等植物形成的？ A 马尾草 B 蕨类植物 C 石松
17、D 裸子植物13被子植物在生殖方面适应陆地生活的最重要特征是 A 传粉方式多种多样B 花粉管比裸子植物发达C 双受精完全脱离水的限制D 种子得到果实保护和协助散播14普遍具有双受精现象的植物是 A 高等植物 B 维管植物 C 被子植物 D 种子植物15下列生物类群中未发现有性生殖的是 A 苔藓植物 B 蓝藻门 C 藏类植物 D 褐藻门16属于裸子植物和被子植物的输导组织的特征是 都具有导管 都具有筛胞 被子植物具有导管 裸子植物具有筛胞A B C D 17裸子植物与被子植物种子的主要区别是 A 有无种皮 B 胚的大小 C 胚乳来源不同 D 有无胚乳18下列哪种植物的受精离不开水？ A 卷柏 B
18、 莲 C 水稻 D 杉19在高等植物中，孢子体的进化明显超过了配子体（指的是大小、解剖学复杂性和植物生活周期的持续时间） 。这种优势的最基本原因是孢子体 A 可以无性繁殖 B 有发达的薄壁组织C 有发达的线管组织 D 有有丝分裂分化的细胞20下列植物的花基数为 3 的是 A 木槿 B 豌豆 C 甘蓝 D 百合21下列属于蝶形花科植物的花公式是 A B C D 22菊花的花序属于下列哪种花序类型 A B C D 23关于各种植物的叙述，正确的是 A 水稻种子的子叶发达，而蚕豆种子的胚乳发达B 玉米的维管束呈环状排列，向日葵茎的维管束散生于基本组织中C 椰子树茎秆粗大，为双子叶植物，菊花的茎瘦弱，
19、为单子叶植物D 百合花有 3 个花瓣，梅花有 5 个花瓣24判断下列植物属于哪个植物类群，将编号填入适当的括号内。松萝 桫椤 菠萝 石松 石花菜 石莼 石蕊 卷柏 桧柏 马尾松 狗尾草 蜈蚣草 裙带菜 贯众 地钱 铁树 满江红 11 12 13 14 15 16 17浮萍 泥炭癣 金鱼藻18 19 20（1）藻类植物（ ） 。（2）地衣植物（ ） 。（3）苔藓植物（ ） 。（4）蕨类植物（ ） 。（5）裸子植物（ ） 。（6）被子植物（ ） 。25根据下列十字花树的花图式，写出化程式。 （十字花科为胚珠多数，子房 2 心皮 1 室，上位）十字花科的花程式为： 。26向日葵所具有的特征是 花序
20、花冠 雄蕊数/每小花 种子数每小花A 伞形花序 分开的 2 2B 头状花序 联合的 5 1C 头状花序 分开的 5 多数D 伞形花序 联合的 5 1第二节 动物类群的多样性【知识概要】一、无脊椎动物主要门的基本特征无脊椎动物的主要特点是身体的中轴没有由脊椎骨组成的脊柱，这类动物各主要门的基本特征如下表所示。无脊椎动物主要门的基本特征体制门 种的数量 分布胚层 体腔 对称 分节 肛门 主要特点腔肠动物 约 l 万 水生，大部海产 2 无 辐射对称 有刺细胞， 中胶层扁形动物 1.2 万 水生、寄生、 少数陆生 3 无 两侧对称 有焰细胞线形动物 约 1.7 万 水生，土壤中 3 固体腔 两侧对称
21、 只有纵肌，周期性蜕皮环节动物 约 1.3 万 水生、土壤中 3 体腔 两侧对称 有刚毛棘皮动物 约 9500 水生、全为海产 3 体腔幼虫两侧对称，成体次生性两侧对称 有管足和水管系软体动物 10 余万 水生、部分陆生 3 体腔 两侧对称 身体分头、足、躯干和外套膜，有外套膜分泌的壳节肢动物 100 余万 水生、陆生， 土壤中 3 体腔 两侧对称 有头、胸、腹的分化，有甲壳质外骨骼和分节的附肢1腔肠动物门水娘水螅是腔肠动物的代表，是营淡水生活的水螅纲动物。水熄的外胚层特别是触手上，分布有刺细胞，这是腔肠动物所特有的。刺细胞有刺丝囊，囊内有毒液和蜷曲的刺丝，上端有触觉刺针。在内胚层里，有很多腺
22、细胞。腺细胞能分泌蛋白质酶到消化腔，将捕获物初步消化，即细胞外消化。此外，内皮肌细胞还能用鞭毛卷住初步消化的食物颗粒，并伸出伪足吞噬到细胞里消化，即细胞内消化。水螅兼营无性和有性生殖。生活条件良好时，经常进行无性出芽繁殖，秋后进行有性生殖。水螅大多数是雌雄异体，少数雌雄同体。精巢在靠口的体壁上，卵巢生在下半部。它们不同时成熟，因此是异体受精。腔肠动物靠神经网传导刺激。其他腔肠动物有珊瑚、水母等。2扇形动物门涡虫涡虫是扁形动物的代表，属涡虫纲。涡虫的身体两侧对称，有前后、左右、腹背的区别。涡虫的身体除内胚层和外胚层外，出现了中胚层，这是重大的进化。涡虫有排泄系统，呈两条带分支的网络状排泄管。分支
23、的末端被扇形动物所特有的焰细胞封闭，焰细胞中空，由焰细胞向着排泄管的方向伸出一束纤毛，不断摆动犹如火焰。焰细胞除了排泄废物外，也调节体内水分的平衡。涡虫具有梯状神经系统。涡虫是雌雄同体、异体受精的动物。涡虫具有极强的再生能力。其他的扁形动物有猪肉绦虫、血吸虫，它们都属于寄生的扁形动物。3线形动物门人蛔虫人蛔虫是线形动物的代表，属线形纲、蛔虫科。蛔虫外胚层发育成体表的上皮组织，能分泌一层有弹性的角质膜，起保护作用，角质膜只能随着身体的生长有限增长，因此蛔虫和其他线形动物都有周期性的蜕皮现象。蛔虫和其他线形动物都只有纵肌，没有环肌。该门动物有了口与肛门的分化。线形动物在体壁和消化管之间，从前到后发
24、展了一个空腔，以容纳发达的生殖器官，这就是假体腔。这种体腔，是中胚层跟内胚层之间的空腔，实质相当于胚胎时期的囊胚胜，与高等动物在中胚层中发育的体腔有区别，因此叫初生体腔（假体胶） 。假体腔是线形动物所特有的。其他线形动物有钩虫等。4环节动物门蚯蚓蚯蚓即环毛蚓，属环节动物门、寡毛纲。蚯蚓的体胶是中胚层发育出来的空腔，四周被体壁内侧和消化道外侧的体腔膜所包围，体壁和消化道壁都有发达的肌肉层，各个环节之间都有隔膜，是一切高等动物的次生体腔，即真体腔。蚯蚓体壁的肌肉层有环肌和纵肌，每一体节的表面都有一圈粗而短的刚毛。蚯蚓有专门的循环系统，它由心脏、血管和微血管组成，是封闭式循环系统。蚯蚓的排泄系统是分
25、布在每一体节里的小肾管。蚯蚓的中枢神经系统呈链状，它由咽上神经节、围咽神经节、咽下神经节和腹神经素组成。蚯蚓雌雄同体，异体受精。其他环节动物有蛙、沙蚕等。5软体动物门河蚌河蚌是软体动物门的代表，属瓣鳃纲。河蚌的循环系统是开放式的循环系统。河蚌的神经系统有脑神经节、内脏神经节和足神经节，神经节之间有神经链。河蚌是雌雄异体的动物。其他软体动物有腹足纲的蜗牛、头足纲的乌贼等。6节肢动物门节肢动物是数量和种类最多的一个门。节肢动物身体两侧对称，分节，有三胚层和真体腔，体节进一步分化成头、胸、腹等部，附肢高度特化，肢体被有甲壳质外骨骼，这种外骨骼不能随身体生长，要借助于周期性蜕壳，节肢动物神经系统比较发
26、达，在感觉器官中值得注意的是眼的发展。呼吸器官有鳃、气管、书肺，也有身体表皮具有呼吸能力的。生殖方式大都是雌雄异体，卵生，也有卵胎生、孤雌生殖和幼体生殖的。书肢动物主要纲的特征见下表。节肢动物主要钢的特征（l）昆虫纲东亚飞蝗东亚飞蝗属直翅目，是昆虫纲的代表动物。主要特点是身体分成头、胸和腹部，有 1 对单眼和 3 个复眼，复眼由多数小眼构成，看物时各处小眼的影像相互接合，形成镶嵌影像，能感知物体的形状和颜色。头部的附肢分成触角和口器，口器是典型的咀嚼式口器。马氏管是蝗虫的排泄器官。飞蝗的血循环是开放式循环系统，血液中没有血红蛋白，常呈无色或绿色。飞蝗的神经系统比较发达，包括胸神经节、咽下神经书
27、和呈双股型的腹神经链。飞蝗雌雄异体并异形。昆虫的变态类型分为：表变态（如衣鱼） ；不完全变态，又分渐变态（如飞蝗） ，半变态（如蜻蜓） ；完全变态（如甲虫、蝴蝶、蛾子等） 。桑蚕和莱粉蝶是昆虫纲鳞翅目中的常见类型，桑蚕的蜕皮和变态发育是受体内分泌腺分泌的激素控制。在胸激素、保幼激素和蜕皮激素的协调作用下，蚕到五龄幼虫后吐丝、结茧、化蛹，最后羽化成蚕蛾。蝶和蛾的主要区别见下表。蝶和蛾的主要区别蝶类 蛾类成虫大都白昼活动成虫触角末端成棒状成虫翅没有钩和钩眼的结构静止时翅常竖立背上成虫腹部细长成虫大都夜出活动成虫触角末端成扁平、丝状等成虫翅有钩和钩眼的结构静止时翅常平覆背面成虫腹部肥大幼虫化蛹时一般不结茧，只纺一根丝条，把身体悬在这根丝条上幼虫化蛹时吐丝结茧或茧状物，大茧内化蛹蛹多有金属色泽，所以叫做金蛹 蛹多呈红棕色社会昆虫蜜蜂是昆虫纲膜翅目的代表，属完全变态。蜂群由一只蜂王、少数雄蜂和几千到几万只工蜂组成。工蜂身体最小，也是雌性个体，但生殖器官发育不全，
