结构生物化学/生命的三域/真核生物
真核生物域被认为是在17亿年前才进化出来的，是最后进化的一个域。该域包括所有具有真核细胞的生物，这些细胞包含膜结合的细胞器，如线粒体和叶绿体。通过比较核糖体 RNA 和核苷酸序列，真核生物域发现与古细菌的关系比细菌域更密切。真核生物的特征是具有一个膜封闭的细胞核，其中包含生物体的遗传物质，即 DNA，以及相应的蛋白质。所有动物、植物、真菌和原生生物都属于这个分类群。
真核生物根据它们从周围环境中获得能量的方式进行分类。光养生物从光中获得能量，而化能营养生物通过氧化化学燃料获得能量。所有光养真核生物都从 CO2 中获得碳。所有非光养真核生物都依赖有机物作为其碳源，因此被称为有机营养生物。
动物属于动物界。它们是异养生物，因此需要摄入有机化合物以获取能量。动物通常是多细胞的。大约 95% 是无脊椎动物。与其他真核生物类别不同，动物的细胞缺乏细胞壁。
动物界分为两个亚界
a. 侧生动物：缺乏组织和器官。
- 多孔动物门（海绵）：大多生活在海洋中，但有一些生活在淡水中。它们是无对称的。它们的形状和大小取决于它们所附着的环境或基质。海绵是固着生物，并具有静止的生活方式。它们由两层组成：表皮和内层鞭毛领细胞。它们捕获悬浮在水中的食物。单个海绵能够产生卵子和精子。
b. 真后生动物：作为其他动物门而存在。它们是具有分化组织的真正的多细胞动物。
- 刺胞动物门：该门的例子包括珊瑚、海葵和水母。它们具有辐射对称。身体分为两层组织：外层表皮和内层胃皮。此外，还有中胶层，它是这两层之间的凝胶状层。
- 栉水母门：栉水母。它们具有辐射对称，并具有两层，它们之间有一个非常厚的中胶层。口部朝下。它们利用 8 列垂直排列的纤毛或栉板运动。它们还具有两个长触手。
- 原口动物：三胚层真后生动物，具有中胚层，但缺乏体腔。扁形动物门（扁虫）属于该门。它们是具有明显头部、双侧对称的扁平动物。扁形动物门分为三个纲：涡虫纲（自由生活的扁虫）、吸虫纲（吸虫）和绦虫纲（绦虫）。
- 假体腔原口动物：具有中胚层覆盖在体腔外，并具有假体腔。
+ 轮虫门（轮虫） : 有些生活在淡水池塘和溪流中，而另一些生活在海洋和土壤中。它们是多细胞动物。它们具有轮盘，用于摄食和运动。它们具有完整的消化道，包括口和肛门。
+ 线虫门（线虫）：是两端渐细的圆柱形蠕虫。虽然一些生活在土壤和水中，但大多数是寄生虫。
- 环节动物门（环节动物）：具有分节。它们具有完整的消化系统，具有专门的隔室：分节的排泄系统、封闭的循环系统和发达的神经系统。环节动物门分为 3 个纲
+ 寡毛纲（蚯蚓）：它们在每个节段上都有成对的刚毛，用于运动
+ 多毛纲（海洋蠕虫）：它们有许多刚毛（刺）。疣足、发达的头部，但缺乏固着形式。
+蛭纲（蚂蟥）：是体外寄生虫，以宿主血液和组织液为食。外部分段是用于摄食的皱纹的延伸。它们存在于陆地、淡水和海洋环境中。
- 软体动物门（蛤蜊、蜗牛、鱿鱼）：大多数生活在海洋中，而一些生活在淡水和陆地环境中。它们缺乏分段，但具有发达的循环系统（有心脏）、发达的神经系统、具有齿舌（口腔中用于刮取食物的rasp-like 板）、外套膜（分泌壳 CaCO3 的一层细胞，并形成外套腔）、足部（用于运动的肌肉器官）和内脏团。
+ 多板纲（石鳖）：海洋软体动物，其贝壳由八个板组成。
+ 腹足纲（蜗牛）：具有单一的螺旋状贝壳和一个明显的头部，具有发达的眼睛和感觉触手。该纲表现出扭转，即贝壳和内脏器官的盘绕。
+ 头足纲（章鱼、鱿鱼和鹦鹉螺）：足部改造成了带有吸盘的抓握触手。贝壳退化，并位于体内。所有物种都具有发达的眼睛和复杂的神经系统。
- 节肢动物门（昆虫、蛛形纲动物、甲壳类动物）：由于存在几丁质的，连接的外骨骼，它们具有鲜明的特征。此外，它们具有循环系统、外部分段、复杂的感官器官和神经系统，即使它们是无脊椎动物。此外，它们还具有复杂的肌肉系统和外骨骼，外骨骼不能生长，但可以脱落并被替换。
- 三叶虫纲（三叶虫）：它们曾经是最多的节肢动物。它们背部具有三叶盾。第二节具有成对的触角，所有后续节段都具有成对的双肢型附肢，用作步行腿。不幸的是，它们已经灭绝。
- 螯肢亚门（蛛形纲动物）：缺乏触角，但具有螯肢作为摄食器官。它们的身体由头胸部和腹部组成。附肢包括螯肢、触肢和四对步行腿。
+ 蛛形纲（蝎子、蜘蛛和蜱）：大多数是陆生的。
+ 肢口纲（包括鲎）：它们都生活在海洋中。头胸部被单个背甲覆盖，腹部被盾覆盖。此外，它们具有坚硬的，尖刺状的尾节。
- 多足纲：陆生的。它们具有成对的触角。该门分为 3 个纲
+ 蜈蚣：身体分段，每个节段有一对步行腿。
+ 马陆：身体由融合的双节组成，每个节段有两对步行腿。前四个未融合的节段构成胸部（没有腿）。
- 六足亚门（昆虫）：被认为是最成功的群体。身体由三部分组成：头部、胸部和腹部。它们在胸部有三对步行腿。通常，它们在胸部有翅膀。
+ 鞘翅目（甲虫）
+ 双翅目（苍蝇）
+ 膜翅目（蚂蚁、蜜蜂、黄蜂）
+ 鳞翅目（蝴蝶、蛾子）
+ 直翅目（蝗虫、蟋蟀、蝈蝈）
- 甲壳纲：生活在水生环境中，或海洋中。头部和胸部形成头胸部。它们有两对触角，口部带有颚。
+ 蔓足纲（藤壶）：它们是该门中唯一固着生活的群体。
+ 十足目（螃蟹、龙虾、虾、小龙虾、磷虾）：细长的腹部和尾节（用于游泳），之后是头胸部。它们能够缓慢地向前爬行。
- 棘皮动物门：所有物种都生活在海洋中。它们具有五辐射对称，而它们的幼虫具有双侧对称。它们具有 CaCO3 内骨骼。此外，它们具有血管系统和相关的管足。
+ 海星纲（海星） : 海洋动物。它们具有中央盘和五个管足。
+ 海参纲（海参）它们具有双侧对称和五辐射结构。然而，它们缺乏内骨骼，并使用增厚的外皮作为保护层。
+ 蛇尾纲（蛇尾）：它们具有小的圆盘和五个明显的臂，容易断裂。这些臂是灵活的，用于蛇形运动。
+ 海胆纲（海胆、海钱）：它们具有扁平的壳和短刺。
脊索动物门的几个代表纲
- 软骨鱼纲：软骨鱼
- 硬骨鱼纲：硬骨鱼
- 蜥形纲：爬行动物
- 两栖纲：两栖动物
- 鸟纲：鸟类
- 哺乳纲：哺乳动物（乳腺）
植物属于植物界。植物界包含超过 300,000 种多细胞的自养生物，它们通过称为光合作用的过程将阳光转化为可利用的化学能。光合作用必不可少的色素是叶绿素 a 和 b，它们吸收光能。所有植物都具有由纤维素构成的细胞壁。植物的生命周期涉及世代交替，其中二倍体植物 (2n) 产生单倍体植物 (n)，单倍体植物通过有性过程再次产生二倍体植物。所有陆地植物可以分为两类：苔藓植物（非维管植物）和维管植物（维管植物）。
所有植物都有一个生命周期，在二倍体生物体和单倍体生物体之间交替。生命周期的二倍体形式称为孢子体，它包含两组遗传DNA，而生命周期的单倍体形式称为配子体，仅包含一组DNA。因此，这种在二倍体和单倍体生物体之间切换的生命周期的现象被称为世代交替。单倍体配子体细胞通过有丝分裂繁殖形成植物的配子，卵子和精子；当它们受精时，它们形成二倍体合子，进而成为二倍体孢子体。后来，当二倍体孢子体通过减数分裂繁殖时，单倍体生殖细胞作为配子体发育。
非维管植物
苔藓植物被认为是第一批陆地植物。它们没有木质素浸渍的细胞，因此尺寸有限。它们也缺乏根，而是具有称为假根的结构，它们在某种程度上类似。苔藓植物在其生命周期的绝大部分时间里都处于配子体（单倍体）阶段。该类群主要包括苔类、角苔类和藓类。
非维管植物缺乏相互连接的细胞，这些细胞共同作用将营养物质和水分输送到整个植物中。因此，这些植物无法长高，因此被称为“贴地植物”，因为它们只生长在靠近地面并形成苔藓地毯的地方。配子体阶段在非维管植物的生命周期中占主导地位，孢子体生长在配子体顶部。一些非维管植物是双性的，它们产生雄性和雌性配子体。苔藓需要一层薄薄的水膜，以便精子能够到达卵子进行受精和繁殖。因此，许多苔藓生长在潮湿的环境中，为苔藓繁殖提供理想条件。泥炭藓是环境中形成沼泽的苔藓集合体，它能容纳大量水。因此，泥炭藓经常被用作土壤肥料，以帮助沙质土壤保留更多水分。
非维管植物的孢子体通常附着在配子体顶部，它包含三个不同的部分，即足部、柄部和囊部。足部负责附着在配子体上，但更重要的是，它的主要功能是从配子体中吸收营养物质。柄部是能够将这些营养物质输送到囊部的茎。囊部利用这些营养物质通过减数分裂产生孢子，孢子将受精卵并繁殖更多苔藓。非维管植物获得的一种进化适应是使用周缘，周缘是一种结构，它根据环境的开放和关闭，以允许孢子从囊部中排出。当环境干燥时，周缘打开，允许孢子随风传播很远，而当环境潮湿时，周缘会关闭，直到出现更强的阵风。
维管植物
维管植物比苔藓植物往往更大更复杂。与苔藓植物不同，维管植物包含木质部和韧皮部，它们用于将水和糖输送到整个植物体中。维管植物在其生命周期的绝大部分时间里都处于孢子体（二倍体）阶段。该类群包括蕨类、针叶树和开花植物。 [1]
维管植物包含关键的维管组织，木质部和韧皮部，它们使它们能够生长得更高。与非维管植物相反，这些植物具有占主导地位的孢子体而不是配子体，并且孢子体不再依赖于配子体获取营养物质。维管植物具有根部，从土壤中吸收营养物质并将其输送到植物的其他部位。木质部是植物组织，负责将水分和营养物质从土壤输送到整个植物体中。该组织的细胞壁通过木质素得到加强。第二种组织，韧皮部，负责将氨基酸、糖类和有机产物输送到植物的其他部位，以使其生长。有了这些维管组织，植物能够长得更高更强壮，为植物提供了更多阳光的支撑。随着越来越多的植物能够长高，它们相互竞争以长高，以便获得更多阳光并产生更多的糖和淀粉。此外，这些更高的植物能够将它们的孢子分散得更远，使种群能够扩散到新的环境中。
维管植物的孢子体进化出了根和叶，帮助植物产生更多的糖。根部通过在土壤中形成巨大的分支根网络，帮助植物固定在地面。这有助于植物从土壤中吸收更多的营养物质。叶片进化，使植物能够捕获更多阳光进行光合作用，并为自己生长产生糖。这些无籽维管植物主宰了森林，长到数百英尺高，争夺阳光。蕨类植物是一种主要的植物，在许多品种中都很丰富。
种子植物可以分为两类，裸子植物和被子植物。种子植物含有种子，种子是整个胚珠，胚珠是由食物供应包裹的胚胎，并包裹在保护性涂层中。这使得种子能够分散得更远，同时仍然具有茁壮成长的营养物质。与维管植物不同，种子植物不需要水进行受精。裸子植物的种子是裸露的，没有封闭在腔室中，例如松树、银杏树和苏铁。被子植物是开花的植物。植物的生殖部分称为花，当它受精后，它会变成果实。开花植物随着时间的推移而进化，以增加它们被动物或自然界其他力量受精的机会。例如，一些开花植物进化出了红色的花瓣，这在鸟类的眼中很突出。因此，当鸟类用喙去寻找花中的花蜜时，花粉就会擦到鸟身上，被运送到不同的花朵进行受精。另一个例子是，花朵进化出了浅色和芬芳的花朵，吸引夜行动物将花粉传递到其他花朵进行受精。
真菌
[edit | edit source]真菌是真菌界的一种成员，包括霉菌、蘑菇和霉菌。大多数真菌是光合作用的，并且是腐生菌或寄生菌。这类真核生物是异养的，由菌丝（形成菌丝体）组成，并且具有由几丁质构成的细胞壁。真菌的繁殖通常涉及在专门的结构中产生的孢子。真菌的例子有酵母菌、霉菌和蘑菇。在进化的意义上，它们实际上与动物的关系比与植物的关系更密切。但在研究中，真菌被归类为植物学。繁殖可以是性繁殖或无性繁殖。无性繁殖通常涉及孢子的形成，而性繁殖涉及复杂结构的产生。真菌根据性结构分为四个分支
- 接合菌门：大多数是陆生的，但也有一些生活在土壤中或腐烂的植物上。菌丝缺乏隔膜（横壁），因此菌丝体是多核的。该分支的例子有根霉、毛霉等。
- 子囊菌门：是最多样化的。这些真菌通过分生孢子进行无性繁殖。在性繁殖中，两种交配菌株聚集在一起，并在子囊果内形成子囊。在每个子囊中，产生八个子囊孢子。酵母菌是一种单细胞类型，是该分支的一个例子。此外，青霉菌在现代医学中使用是该分支的另一个例子。
- 担子菌门：没有无性结构。通过担孢子进行性繁殖，担孢子位于担子果中。该分支的一个例子是蘑菇。
- 壶菌门
真菌可以生活在各种各样的栖息地中。但当然，不同的物种生活在不同的栖息地中。大约有 70,000 个物种被正式发现，但真菌物种的实际数量仍然未知。
真菌对生态系统执行最重要的任务。它们是分解者，将它们吸收的营养物质返回土壤中循环利用。如果没有真菌，土壤中的营养物质就会短缺，植物和整个生态系统将完全不同。菌根是真菌与植物之间的一种互利共生关系。真菌的菌丝体要么穿透植物的根部，要么紧挨着植物的根部生长。因此，真菌有助于植物吸收营养物质，而植物也从植物中获得糖。它们都从这种关系中受益。这种关系有助于植物增加其对营养物质的吸收，使其能够长得更高更快。在一个植物和与真菌具有有益关系的植物之间的实验中，与真菌有益关系的植物在相同时间内长到更高的高度。
另一种有益的关系是真菌与蚂蚁之间的关系。蚂蚁收集树叶给真菌，而真菌消化树叶并产生蚂蚁可以食用的糖。在这种情况下，真菌和蚂蚁都相互依赖。蚂蚁不能吃树叶，而真菌也不能接触树叶。因此，这种关系有助于真菌和蚂蚁共同繁荣。
人类利用许多真菌作为食物和药物。
原生生物
[edit | edit source]原生生物是真核微生物，可以是单细胞、群体或多细胞的；但将它们与真核域中其他生物区分开来的一个特定属性是它们没有专门的组织。它们没有植物、动物或真菌的任何独特特征。除了蓝藻以外的所有藻类，原生动物以及以前被认为是真菌的其他生物现在都被正确地归类为原生生物界。原生生物通常由具有光合作用能力（如藻类）、产生霉菌（霉菌、粘菌和水霉菌）和觅食能力的生物组成。藻类和其他光合作用原生生物对我们生活至关重要，主要是因为它们产生大量的氧气。它们只在水生环境中繁衍生息。一些原生生物具有鞭毛，参与运动。它们通过多种方式繁殖：同配生殖，其中运动配子大小相同。异配生殖，其中雌配子比雄配子大。最后，卵配生殖，其中较大的雌配子不运动，而雄配子则运动。原生生物分为 12 个门。这是基于它们的营养方式、色素、碳水化合物食物储备、鞭毛、细胞壁成分以及它们生存的环境。原生生物是食物链的重要组成部分。例如，海带林是地球上生产力最高的生态系统之一。
a. **不等鞭毛生物**：包括多种自养生物和异养生物，具有两个鞭毛：一个鞭毛具有许多毛状突起，另一个则光滑，没有毛发。
- 硅藻：生活在淡水和咸水中。它们拥有叶绿素 a 和 b 以及类胡萝卜素（它们呈现金黄色）。它们为大气提供氧气。硅藻生活在一个硅质外壳中，类似于琼脂培养皿。
- 褐藻：生活在温带水域中。它们拥有叶绿素 a 和 c 以及褐色色素岩藻黄素。它们的细胞壁由纤维素和海藻酸组成。例如，巨藻。
b. **红藻**：海洋海藻。它们拥有叶绿素 a 和 d 以及色素藻胆素。它们呈现红色。
c. **绿藻**：单细胞和群体。它们拥有叶绿素 a 和 b。细胞壁由纤维素组成，并储存淀粉。该类的例子包括水绵和衣藻。
d. **裸藻**
- 裸藻：一个或两个前鞭毛。它们可以是自养生物或异养生物。例如，眼虫。
- 动基体生物：具有一个大型线粒体和动基体，动基体储存 DNA。它们是共生的或致病的。例如，冈比亚锥虫。
- 鞭毛虫：有益的内共生体，与白蚁建立互利共生关系。
e. **囊泡生物**
- 甲藻：存在于海洋水域中。它们具有成对的鞭毛，位于沟槽中，提供运动能力。例如，角藻。
- 顶复门：寄生虫，成年后不运动。例如，恶性疟原虫（引起疟疾）。
- 纤毛虫：通过纤毛运动，并具有大型大核和小核。它们是全营养的。它们大多数是单细胞生物。例如，草履虫，钟虫。
f. **具有伪足的原生生物**：它们具有伪足，用于运动和摄食。
- 变形虫：生活在海洋和淡水中或土壤中。它们没有固定的身体，并且缺乏外壳。
- 放射虫：生活在海洋中。它们被包裹在二氧化硅的穿孔外壳中。使用轴足来摄食并缓慢移动。
- 有孔虫：生活在海洋中，被包裹在由 CaCO3 组成的卷曲外壳中。
参考资料
[edit | edit source]Reece, Jane B., and Neil A. Campbell. Campbell Biology. Harlow: Pearson Education, 2011. Print.