Transcript 生物多樣性
19 生物多樣性 章節 活動 19.1 甚麼是生物多樣性？ 活動 19.1 19.2 生物分類－將生物分 成不同類別 活動 19.2 活動 19.3 19.3 現代分類學 活動 19.4 19.4 六界 19.5 使用檢索表辨認生物 19 生物多樣性 概念開發 概念開發 19.1 生物多樣性 19.1 甚麼是生物多樣性？ 老鼠和大象都是脊椎動物，但牠們的身形大 小卻有天壤之別。 19.1 甚麼是生物多樣性？ 試想想： 生物之間只有身形大小的分別嗎？生物之 間還有甚麼差異？ 老鼠和大象都是哺乳動物。為甚麼牠們被 分類為哺乳動物？牠們有甚麼相同的特徵？ 除了哺乳動物外，其他生物是如何分類的？ 生物種類繁多，怎樣把牠們分類呢？ 19.1 甚麼是生物多樣性？ 甚麼是生物多樣性？ 19.1 甚麼是生物多樣性？ 香港動植物公園 19.1 甚麼是生物多樣性？ 甚麼是生物多樣性？ 生物多樣性是指世界上存在着各式 各樣的生物 19.1 甚麼是生物多樣性？ 佔比例最重的生物是甚麼？ 蛛形綱動物 甲殼動物 魚類 鳥類 哺乳類 軟體動物 藻類和原生動物 爬行動物和 兩棲動物 真菌和地衣 植物 昆蟲 目前地球上各種 不同種類的生物 及其大約比例 STSE 連繫 19.1 甚麼是生物多樣性？ 生物分類的重要性 由於生物種類繁多，為了易於鑒別和 研究，我們需要一些系統來把生物分 成不同類別 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 亞里斯多德的分類系統 亞里斯多德 (公元前384 -322) • 希臘科學家和哲學家 亞里斯多德(公元前384 - 322) 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 他發現生物可分成兩個主要類別 — 動物和植物 生物 動物 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 植物 其後，他根據動 物的生活環境 — 陸地、空氣和水， 再將動物分成三 大類 陸地 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 動物 空氣 水 他又根據植物的 大小和生長方式 ， 將植物分成三大 類 — 草本植物、 灌木和喬木。 植物 草本植物 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 灌木 喬木 亞里斯多德的分類系統 生物 動物 陸地 空氣 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 植物 水 草本植物 灌木 喬木 亞里斯多德的分類系統 亞里斯多德的分類系統使用了幾百年 直至十七世紀，科學家發現愈來愈多 生物不能歸納到這個系統中 於是這個系統被新的分類系統取代 想一想 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 林奈的分類系統 林奈(Carolus Linnaeus) •瑞士博物學家 •在 1735 年 設 計 了 一 個新的分類系統， 強調生物間共享的 相似性 林奈 (1707-1778) 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 林奈的分類系統 林奈也是把生物分為兩個主要類別 ― 植物和動物，並且把這個類別稱為 「界」 生物 動物界 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 植物界 林奈的分類系統 同一「界」的生物中，他把具有共同 特徵的生物歸納為一個較小的類別， 稱為「門」 在同一「門」中，擁有較多共同特徵 的生物被歸納為同一「綱」，如此類 推 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 林奈的分類系統 共有七個層次 「界」「門」「綱」「目」 「科」「屬」「種」 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 林奈的分類系統 在這些連續層次中，下層較上層的生 物類別的數目少，並擁有較多共同特 徵 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 林奈的分類系統 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 以雙名法命名生物 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 學名 每種生物獨特的名字 用兩個拉丁文名字為生物命名 第一個名字是生物的「屬名」 第二個名字是生物的「種名」 這種命名系統稱為雙名法 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 學名 屬名 種名 學名 屬名第一個字母必須大寫 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 學名 屬名 種名 種名毋須大寫 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 學名 屬名 種名 生物的屬名在第二次出現時可用縮寫 ( 例如 H.sapiens ) 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 學名 屬名 種名 書寫屬名及種名必須在各自名下劃線， 印刷字體則須用斜體字 科學趣題 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 「種」的含意 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 「種」 種是林奈的分類系統中最小的類別 用來描述某一特別種類的生物 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 「種」 若要決定兩個生物是否屬於同一 種時，你會考慮甚麼因素？ 概念開發19.1 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 互相交配的能力 外形相似的生物未必屬於同種生物 美國黑熊 VS 亞洲黑熊 外形相似但不能互相交配 不同種生物 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 互相交配的能力 同種生物是可以互相交配的生物，產 生的後代也同樣有生育能力 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 相似的DNA序列 美國黑熊 VS 亞洲黑熊 DNA鹼基序列不同 不同種生物 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 相似的DNA序列 無論體形大小和外形均有所不的狗都 有著十分相近的DNA鹼基序列 同種生物 想一想 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 甚麼是生物多樣性？ 生物多樣性是指世界上存在着各式各 樣的生物。 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 甚麼是生物分類？ 生物分類是指有系統地把生物分成不 同類別。 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 甚麼是雙名法？ 生物的學名是以雙名法來命名。學名包 含兩部分，第一個名字是屬名，而第二 個名字是種名。 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 甚麼是物種？ 同種生物可互相交配，生產具生育能 力的後代。 19.2 生物分類－將生物分成不同類別 現代分類學 有兩項發現對生物分類起了重大的影響 • 科技進步使科學家更了解生物的 DNA • 英國博物學家達爾文(Charles Darwin)提出的進化論 你知道嗎？ 19.3 現代分類學 進化與分類 你可想像進化是新物種由已有物種經 過長時間發展出來的過程 19.3 現代分類學 60 肉食動物 45 時間 (萬年前) 貓科動物 15 狼 獅子 貓 0 狼和獅子都是由六千萬年前存在的肉食動物進 化而來的。 19.3 現代分類學 60 肉食動物 45 時間 (萬年前) 貓科動物 15 狼 獅子 貓 0 獅子和家貓都是由一千五百萬年前存在的貓科 動物進化而來。 19.3 現代分類學 進化與分類 現代生物學家嘗試把進化自同一祖先 的生物放在同一組別 活動 19.1 19.3 現代分類學 三域和六界系統 由美國生物學家沃斯在 1990年提出 三域：細菌、古細菌和 真核 沃斯(1928-) 19.3 現代分類學 三域和六界系統 細菌域 包括沒有真正細胞核的原核生物 視為真細菌界 大腸桿菌 (×1000) 19.3 現代分類學 三域和六界系統 古細菌域 包括沒有真正細胞核 的原核生物 視為古細菌界 19.3 現代分類學 鹽桿菌 (×3000) 三域和六界系統 真核域 包括具有真正細胞核的真核生物 可進一步分成四界：原生生物界、 真菌界、植物界和動物界 19.3 現代分類學 三域和六界系統 原生生物界 變形蟲 (×200) 植物界 松樹 19.3 現代分類學 真菌界 菇類 動物界 松鼠 三域和六界系統 共同祖先 細菌域 古細菌域 真細菌界 古細菌界 真核域 原生生物界 真菌界 植物界 動物界 19.3 現代分類學 三域和六界系統 沃斯以細胞結構及遺傳相似性來把生 物分類，而不是憑生物的外表或行為 19.3 現代分類學 三域和六界系統 植物、動物、真菌和原生生物的外貌 並不相似，但它們屬於同一域，因為 它們都是真核生物 真核生物互相之間的遺傳成分相似度 都比細菌或古細菌高 19.3 現代分類學 三域和六界系統 沃斯也發現古細菌在遺傳上與真核生 物相似，但與細菌並不相似 所以，即使細菌和古細菌都是原核生 物，它們類屬不同域 你知道嗎？ 19.3 現代分類學 生物學歷史 進化理論怎樣影響分類系統？ 生物的遺傳成分愈相似，關係就愈密 切，於是現代生物學家把進化自相同 祖先的生物歸納為同一組別。 19.3 現代分類學 甚麼是三域和六界系統？ 生物被分類為三域和六界： 域 細菌 古細菌 界 真細菌 古細菌 19.3 現代分類學 真核 原生生物 真菌 植物 動物 真細菌界 19.4 六界 細菌 地球上數目最多的生物 單細胞生物 屬於原核生物，沒有核膜和被膜包圍 着的細胞器 它們的遺傳物質(環狀DNA)可見於細 胞質中 19.4 六界 細菌的結構 莢膜 核區(DNA) 核糖體 細胞壁 細胞膜 鞭毛 19.4 六界 細菌 有不同形狀，有些呈球狀，也有些呈 桿狀或螺旋狀 球菌 (x12000) 19.4 六界 桿菌 (x7000) 螺旋狀菌 (x19000) 細菌 有些細菌是可移動的，以鞭毛推動前 進 有些是需氧生物，需要氧氣生存 有些則是專性厭氧生物，有氧氣便會 死亡 19.4 六界 細菌 大部分是異養生物，從其他生物取得 營養素 有些細菌含葉綠素，能進行光合作用 自製食物 19.4 六界 細菌 有些細菌會引致疾病，但大多數細菌 是無害的或對人類有益處 氮循環中許多重要步驟都依賴細菌來 進行 19.4 六界 細菌 在工業上的許多過程擔當着重要角色： 污水處理 製造芝士和乳酪 製造抗生素和其他化合物 科學趣題 19.4 六界 古細菌界 19.4 六界 古細菌 單細胞原核生物 古細菌和細菌的外形 十分相似，但是它們 的結構、細胞壁的成 分、細胞膜和核糖體 均有所不同 古細菌的菌落 (×4000) 19.4 六界 古細菌 大多數古細菌都不需要氧來生存 有很多不同形狀，攝取營養的要求亦 有不同 能夠在極端的環境中生活 19.4 六界 許多古細菌都能夠抵受極端的溫度、壓 力、鹽度或酸鹼度。 接近沸騰的環境，如溫泉 十分寒冷的環境，如南 極海冰 19.4 六界 許多古細菌都能夠抵受極端的溫度、壓 力、鹽度或酸鹼度。 高鹽度的環境，如死海， 那裏鹽的濃度比海洋高 8.6倍 19.4 六界 海洋深處的孔口，那裏 的海水處於高壓及高溫 狀態(高於130ºC) 原生生物界 19.4 六界 原生生物 真核生物 沒有特化的組織，可以是單細胞或多 細胞的 活動 19.2 19.4 六界 藻類 跟植物相似的原生生 物 自養生物，含葉綠素 或其他植物色素 例子：水棉，可在淡 水河流或池塘找到 19.4 六界 水棉 (×200) 藻類 很多單細胞藻類 是浮游生物 浮游生物是魚類 的主要食物 浮游生物 (×150) 19.4 六界 藻類 海洋裏較大的多細胞 藻類是海藻 它們貌似植物，但身 體不像植物般有根、 莖和葉 19.4 六界 海藻 原生動物 跟動物相似的原生生 物 是單細胞異養生物， 能夠移動、攝取和消 化食物 變形蟲 (×300) 例子：變形蟲和草履 蟲 草履蟲 (×250) 19.4 六界 第三種原生生物 兼備藻類和原生動物 的特徵 單細胞的 眼蟲 (×500) 例子：眼蟲 19.4 六界 真菌界 19.4 六界 真菌 例子：酵母、麵包黴和菇類 酵母 (×2000) 19.4 六界 菇類 麵包黴 (×100) 真菌 真核生物 可以是單細胞(如酵母)或多細胞(如菇 類)的 異養生物，從環境中吸取有機物質作 為營養素 19.4 六界 真菌 大部分真菌(如麵包黴)是腐生生物， 吸取已死或腐敗的有機物質維生 一些真菌是寄生物，例如引致人類腳 癬的真菌 19.4 六界 真菌 • 多細胞真菌由很多細小的線狀構造組 成，稱為菌絲 菌絲 (×500) 19.4 六界 真菌 菌絲能分泌消化酶，把食物分解成可 溶性營養素再由菌絲吸收 大部分真菌以生產孢子繁殖 孢子的體積很小，需要用顯微鏡才可 看到 菇類釋放孢子團時便容易察覺，每團 含有幾百萬顆孢子 19.4 六界 植物界 19.4 六界 植物 世界上有超過25萬種 有真核的多細胞生物 植物細胞有一層由纖維素 組成的細胞壁 大部分植物含葉綠素，能 進行光合作用自製食物 想一想 19.4 六界 松樹 植物 有花植物 無花植物 會開花 不會開花 花是生殖器官 有不同的生殖器官 19.4 六界 有花植物(被子植物) 遍佈於多種生境 是地球上生態系統的主要植物 有根、莖和葉 內有維管組織運送食物和水份 19.4 六界 有花植物(被子植物) 可分為兩類： 1. 單子葉植物 2. 雙子葉植物 二者皆屬於被子植物門 19.4 六界 單子葉植物 種子內只有一枚子葉 一片子葉 胚胎 19.4 六界 單子葉植物 葉片通常長而窄，葉脈為平行脈 平行脈 19.4 六界 單子葉植物 有鬚根系 鬚根系 19.4 六界 單子葉植物 例子 玉米 (顯示種子) 19.4 六界 蘭科植物 (顯示花朵) 草 (顯示整株植物) 雙子葉植物 種子內有兩枚子葉 兩片子葉 胚胎 19.4 六界 雙子葉植物 葉片較闊，葉脈為 網狀脈 網狀脈 19.4 六界 雙子葉植物 有直根系(有主根及 側根) 主根 側根 直根系 19.4 六界 雙子葉植物 例子 菠菜 (顯示整株植物) 想一想 19.4 六界 檸檬樹 (顯示果實) 洋紫荊 (顯示花朵) 無花植物 蘚 蕨 裸子植物 19.4 六界 蘚 體積細小的綠色植物，只有簡單的葉 和莖，沒有真正的根 利用鬚狀的假根將身體鞏固於地上 沒有維管組織 必須生活於潮濕的地方，利用假根吸 收水份和礦物質 19.4 六界 蘚 例子：金髮蘚和 葫蘆蘚 金髮蘚 19.4 六界 蕨 有真正的根、莖和葉的 維管植物 利用孢子來繁殖 大多生長在潮濕和陰暗 的地方 例子：水蕨和鱗毛蕨 19.4 六界 鱗毛蕨 典型蕨類植物的結構 羽片 孢囊群 幼葉 根莖 不定根 19.4 六界 裸子植物 高大的常綠喬木 沒有真正花朵 會產生種子藏於毬果內用以繁殖 大部分的葉呈針狀 例子：松、銀杏(俗稱白果)和蘇鐵 19.4 六界 裸子植物 銀杏 松 19.4 六界 蘇鐵 植物界的分類摘要 植物界 有花 沒有花 有花植物 (被子植物) 無花植物 沒有維管組織 單子葉植物 19.4 六界 雙子葉植物 蘚 有維管組織 沒有種子 有種子 蕨 裸子植物 動物界 19.4 六界 動物 具真核的多細胞生物 異養生物 可分為脊椎動物和無脊椎動物 活動 19.3 19.4 六界 脊椎動物—魚類 生活在水中的脊椎動物 用鰭在水中游動和維持身體的穩定 用鰓呼吸 大多數魚類的身體表面都被鱗覆蓋 19.4 六界 脊椎動物—魚類 身體兩側有側線 側線是魚類的感覺器官，可探測物件、 水壓變化和水的流動 變溫動物，不能保持恆定體溫 大部分魚類會產卵於水中，並在體外 進行受精(體外受精) 19.4 六界 脊椎動物—魚類 例子：石斑魚、海馬和鯉魚 石斑魚 科學趣題 19.4 六界 海馬 鯉魚 脊椎動物—兩棲動物 皮膚表面濕潤黏滑，沒有鱗片 幼時生活在水中，稱為蝌蚪，用鰓呼 吸 成長後能適應在水和陸上生活，用肺 及濕潤的皮膚呼吸 產卵於水中，進行體外受精 19.4 六界 脊椎動物—兩棲動物 變溫動物 例子：青蛙、蠑螈和蟾蜍 青蛙 19.4 六界 蠑螈 蟾蜍 脊椎動物—爬行動物 陸上生活 皮膚表面有硬而乾燥的鱗片 用肺呼吸 進行體內受精 雌性在陸上產卵產下的卵有堅韌 的殼保護，以防止胚胎乾化 19.4 六界 脊椎動物—爬行動物 變溫動物 有些爬行動物在寒冷的天氣會冬眠 例子：蜥蜴、蛇和海龜 19.4 六界 脊椎動物—爬行動物 蜥蜴 19.4 六界 蛇 海龜 脊椎動物—鳥類 身體表面披有羽毛 前肢進化為翅膀 用肺呼吸 用喙覓食，沒有牙齒 進行體內受精，所產的卵有石灰質 硬殼保護 19.4 六界 脊椎動物—鳥類 腳有乾燥的鱗片 恆溫動物 例子：斑鳩、麻雀和企鵝 19.4 六界 脊椎動物—鳥類 斑鳩 19.4 六界 麻雀 企鵝 脊椎動物—哺乳動物 身體表面有毛髮或毛皮 進行體內受精，胎兒在母體內發育 有乳腺，雌性能分泌乳汁哺育幼兒 用肺呼吸，即使是在水中生活的哺乳 動物也一樣 科學趣題 19.4 六界 脊椎動物—哺乳動物 恆溫動物 例子：海豚、虎和熊貓 海豚 19.4 六界 虎 熊貓 五類脊椎動物的特徵 魚類 兩棲動物 爬行動物 黏滑，並 皮膚有硬 皮膚濕潤， 有鱗片覆 而乾燥的 身體表面 無鱗片 蓋 鱗片 用以移動的 構造 呼吸器官 19.4 六界 鰭 鰓 兩對足 蝌蚪(幼蟲) 用鰓；成長 後用肺及濕 潤的皮膚 鳥類 哺乳動物 披羽毛 披毛髮 二翼二足 兩對足 肺 五類脊椎動物的特徵 魚類 體溫控制 受精 19.4 六界 兩棲動物 爬行動物 鳥類 變溫 體外(水中) 哺乳動物 恆溫 體內 五類脊椎動物的特徵 魚類 胚胎發育 其他特徵 19.4 六界 兩棲動物 爬行動物 鳥類 哺乳動物 於陸上，在有殼的卵 在母體内， 内，有卵黃為胚胎提 於水中，不在母體 胎盤供應 供營養素 内；卵有卵黃，為 營養素給 胚胎提供營養素 受堅韌的 受硬殼 胚胎 殼保護 保護 有喙 有橫膈膜 及乳腺 無脊椎動物 身體沒有脊柱 19.4 六界 無脊椎動物—水母 在海洋生活 身體呈鐘形 有刺細胞攻擊敵人 19.4 六界 無脊椎動物—蝸牛 有柔軟的身體 有硬殼保護身體 用腹足移動 19.4 六界 無脊椎動物—草蜢 身體分為頭、 胸和腹三部分 有三對節足及 兩對翅膀 有複眼及觸角 各一對 19.4 六界 無脊椎動物—肝蛭 屬於寄生的扁蟲類 用吸盤附在寄主的 肝臟 吸食肝細胞的營養 素 19.4 六界 無脊椎動物—蚯蚓 體長，有許多環節 在泥土中鑽洞前進 吃嫩根和腐葉維生 19.4 六界 無脊椎動物—海星 有五隻腕 在海中生活 外皮粗糙帶刺 19.4 六界 無脊椎動物—蟹 在水中生活 用鰓作氣體交換 有堅硬的外骨骼 19.4 六界 無脊椎動物—蜘蛛 身體分成兩部分 有四對足，沒有 翅膀 19.4 六界 六界 1. 真細菌界 細菌是單細胞的原核生物，細胞核 及細胞器都沒有被膜包圍，是地球 上數目最多的生物。 19.4 六界 六界 2. 古細菌界 古細菌也是單細胞的原核生物，外 形與細菌相似，但結構不同。大多 數古細菌都是厭氧生物，能在極端 環境中生存。 19.4 六界 六界 3. 原生生物界 不能分類於其他界的生物都被列入 原生生物界，原生生物是真核生物， 沒有特化的組織，可以是單細胞或 多細胞的。 19.4 六界 六界 4. 真菌界 真菌是單細胞(例如酵母)或多細胞 (例如菇類)的真核生物。大部分真 菌(如麵包黴)是腐生生物，吸取已 死或腐敗的有機物質維生。大部分 真菌都產生孢子用以繁殖。 19.4 六界 六界 5. 植物界 植物可分為有花植物及無花植物。 有花植物再分為單子葉及雙子葉植 物。無花植物可分為蘚、蕨及裸子 植物。 19.4 六界 六界 6. 動物界 動物可分為脊椎動物及無脊椎動物。 脊椎動物有五類：魚類、兩棲動物、 爬行動物、鳥類和哺乳動物。無脊 椎動物是沒有脊柱的動物。 19.4 六界 檢索表 包括一連串選擇題，引導使用者得出 生物的正確名稱 19.5 使用檢索表辨認生物 二叉式檢索表 最常用的檢索表 每個步驟都提供兩個選擇 在活動24.4的二叉式檢索表的分叉與 樹枝相似，故又稱為樹式檢索表 二叉式檢索表也可以數字式檢索表來 表示 活動 19.4 19.5 使用檢索表辨認生物 1. (a) 短頸........................................... 2 (b) 長頸........................................... 3 2. (a) 藍色翅膀.................................... 普通翠鳥 (b) 啡色翅膀.................................... 池鷺 3. (a) 白色翅膀.................................... 4 (b) 黑色翅膀.................................... 5 4. (a) 匙羹狀的喙................................ 黑臉琵鷺 (b) 窄長的喙.................................... 大白鷺 5. (a) 粉紅色腳.................................... 黑翅長腳鷸 (b) 黑色腳....................................... 鸕鷀 19.5 使用檢索表辨認生物 你已學習使用二叉式檢索表，你可以建立 一個二叉式檢索表來辨認第116-117頁的 無脊椎動物嗎？ 19.5 使用檢索表辨認生物 甚麼是二叉式檢索表？ 二叉式檢索表可用來辨認不知名的生 物，可用樹式檢索表和數字式檢索表 來表示。 概念圖 19.5 使用檢索表辨認生物