动物生物学000绪论.ppt

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1、动物学主讲教师：董武子Tel：15202967336 E-mail：绪 论 一、研究动物学的目的意义和方法 二、动物学研究发展动态三、生物的分界和动物在生物界的地位四、动物分类的基本知识 一、研究动物学的目的意义及方法1.动物学的基本概念2.研究动物学的目的意义3.动物学的研究方法动物学的基本概念 动物学(animal biology)是以生物学观点和技术来研究动物体生命规律的科学,是生物学(biology)的一个分支,是自然科学的基础学科之一。研究动物学的目的意义v 了解自然界的动物，认识其生命活动的规律（包括分布、数量、生理、遗传、发育、生态、行为、进化等）。v 动物资源的合理利用与保护：

2、动物新品种培育、禽畜饲养、水产养殖、野生动物保护等。v 有害动物的防治：农业、林业的有害动物控制，畜牧业、水产养殖业的寄生虫病防治等。研究动物学的目的意义v 促进医学生物学的发展：人也是一种有智慧的高等动物，动物生命活动的基本规律也同样适用于人类。动物生物学研究有利于改善人类的膳食营养、疾病防治，促进健康长寿，等。模式动物应用于生命现象的机理的研究和人类相关疾病模型的研究其重要作用。v 改善人类生活质量：动物是生态系统的组成成分，动物生态学研究有利于解决人口膨胀、环境污染、资源短缺等重大社会问题，改善人类生活环境。主要模式动物v 原生动物：草履虫、疟原虫、变形虫v 腔肠动物：水螅和水母v 扁形

3、动物：涡虫、吸虫、绦虫v 线形动物：线虫v 环节动物：蚯蚓、水蛭、沙蚕v 软体动物：河蚌、蜗牛v 节肢动物：昆虫、蜘蛛、虾、中华鲎v 棘皮动物：海星、海参v 尾索动物：海鞘v 头索动物：文昌鱼v 鱼：斑马鱼v 两栖类：娃娃鱼、爪蟾v 爬行类：v 鸟类：v 哺乳类：啮齿类、兔类、灵长类动物学的研究方法1.观察描述2.综合比较3.实验论证4.多学科技术交叉二、动物学研究发展动态动物学的发展史中国的动物学研究现状动物学的发展趋势动物学工作者的必备条件动物学的发展史1.描述性动物学阶段；2.实验生物学阶段；3.分子生物学阶段；4.生物学多学科交叉阶段。19世纪前：描述性动物学阶段v 古希腊的亚里士多德

4、(Aristotle 公元前384前322)在动物学方面的主要著作有动物自然史、动物的组成部分、动物的繁殖等。他认识了520多种动物，并首次运用了“属”genus和“种”species作为分类的范畴，因此被认为是系统分类学的先驱，他的工作被看作是动物学作为一门学科正式创立的开始。v 1735年瑞典的林奈（Linnaeus,C.17071778）的自然系统（Natural System）一书，创立了纲、目、属、种、变种五个分类阶元和“双名法”。中国古代时期的动物学史v 歌谣诗经（公元前1100）提到鸟类77次，如鸠、鸡、鹭、鹤、鹳、鸳鸯等，为最早记载鸟类的古籍。v 尔雅（作者不详）是出自秦和西汉

5、时期（约在公元前200）的辞典性著作，精辟定义鸟兽等动物，如“二足而羽谓之禽，四足而毛谓之兽”。v 明朝李时珍（15181593）的本草纲目（1596年出版）列有动物400种，分隶于虫、鳞、介、禽、兽等类型。19世纪 20世纪30年代：实验生物学阶段v 18381839年，两位德国学者施莱登（Schleiden，M.J.18041881）和施旺（Schwann,T.18101882）创立了细胞学说。v 1859年英国的达尔文（Darwin,C.R.18091882）在物种起源（The Origin of Species）一书创立了进化学说。v 1876年英国的华莱士（Wallace,A.R.1

6、8231913）写出的动物的地理分布（The geographical distribution of animals）一书是动物地理学发展的一个标志。v 奥地利的孟德 尔（G.Mendel，18221884）以豌豆的杂交试验发现其后代相对性状遵循一定比例，即遗传学的两个基本规律分离律和自由组合律；v 美国的摩尔根（T.H.Morgan，18661945）等人以果蝇为材料，研究发现了连锁、互换和伴性遗传规律，并把遗传学和细胞学结合起来，确立和发展了染色体遗传学说。摩尔根等人把遗传因子命名为“基因”（gene），因此染色体遗传学说又称基因学说。20世纪3060年代：分子生物学阶段v 20世纪30

7、60年代，研究集中于生命本质密切相关的生物大分子，即蛋白质、核酸和酶等方面。v 美国的华特生（James Watson）和英国的克立克（Francis Crick）合作，于1953年阐明了DNA分子双螺旋结构，获得诺贝尔奖。20世纪70年代以来：生物学多学科交叉阶段 v 20世纪70年代以来，分子生物学的突破性成就和引入物理学、化学、计算机科学的概念、方法和技术，生命科学各个领域取得了巨大进展。v 宏观生命科学生态学研究生态系统的物质和能量流动。生态学的理论和知识正在为解决人口膨胀、环境污染、资源短缺等重大社会作出积极贡献。v 微观生命科学基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等新技

8、术，逐步应用于医药卫生、农林牧渔、食品、化工和能源等领域，对人类社会将产生深远的影响。中国的动物学研究现状v 20世纪20年代开始建立动物学的研究机构，同时在大学开设生物学系培养动物学研究人才。v 1928年在北京建立北平研究院动物研究所。v 1929年在南京建立中央研究院自然历史博物馆，1934年改为动植物研究所，1944年分别独立为动物研究所和植物研究所。v 私立研究机构有：1922年设立在南京的中国科学院生物研究所，1928年在北京的静生生物调查所以及1930年在四川的西部科学院。v 1934年成立中国动物学会。v 新中国成立后，动物生物学的教学和研究有了迅速的发展。（1）50-60年代

9、期间，各高校和有关研究机构培养了大批的动物学人才。（2）80年代以来，众多学者出国合作研究和深造，不少人带回学术新思想、新理论和新技术。（3）经过多年的努力，高校和研究所配备了部分的先进仪器设备，逐步开展一些动物生物学的基础、前沿以及学科交叉性的研究。动物学的发展趋势 动物生物学由于分子生物学、生态学及相关研究方法和技术的渗透和应用，从而使研究的范围向微观和宏观两个方向展开，形成了从基因细胞器官、系统个体种群群落与生态系统等多个层次的分支学科。学科的渗透和研究工作在不同层次的展开，使传统动物生物学的界限变得模糊。v 生物多样性（biodiversity）：从宏观和微观两个方向，了解现在生存的生

10、物多样性（遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性）和分布格局，解释其在生物进化过程中是如何形成的，需要从生态学、遗传学、细胞学、分子生物学、古生物学、动物地理学、地质学等多学科的广泛介入。最终目的是保护生物多样性。生物多样性保护是各国政府和科学家关注的一个重要课题。v 例如：研究动物的取食已不再停留在回答某种动物取食什么，而是更侧重于回答为什么该动物要取食这些食物，其食性为什么比其它动物广或窄，其取食对策在进化过程中是如何产生或得以保留。几位重要的动物学家Aristotle 384-322,B.C.(亚里士多德)古希腊人，在其著作，LHistorie des Animaux中 描述

11、454种动物，并用了 种(eidos）和 属(genos)的述语，被称为动物之父。Linne 1707-1778(林奈)瑞典人，主要贡献1.自然系统将动物分为纲、目、属、种和六个纲-哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲。2.双名法，提出生物具有种的概念。但认为物种不变，物种由神创造。Lamark 1744-1829(拉马克)法国人，认为物种是可变的，”用进废退“、”获得性遗传“是其主要观点。Schleiden 1804-1881(施莱登)德国人，提出细胞学说，认为动物和植物基本结构是细胞。Schwann 1810-1882（施旺）施旺，德国生理学家，细胞学说的创立者之一，普遍被认为是现代

12、组织学的创始人。1836年发现胃蛋白酶。他最重要的是1839年发表的关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究，在文中他指出动物和植物都是由细胞构成的。Darwin 1809-1882(达尔文)英国人，在物种起源中提出生物进化论，其中心学说是“自 然 选 择”。Mendel 18221884（孟德尔）孟德尔是现代遗传学之父，是这一门重要生物学科的奠基人。1865年发现遗传定律。Morgen（摩尔根）美国的遗传学家，他和同事们不仅证实了基因的分离定律和自由组合定律是正确的，而且揭示出了遗传的第三个基本定律基因的连锁和交换定律，科学地解释了孟德尔的遗传定律所不能解释的遗传现象。三、生物的分界及动物在

13、生物界当中的地位1.生物的分界2.动物在生物界当中的地位生命进化历史经历的4个阶段 发展阶段 生命形式 分界系统非细胞阶段 非细胞生命形式 六界系统非细胞细胞阶段 原核细胞五界系统原核细胞真核细胞阶段真核细胞单细胞多细胞阶段 多细胞生物的分界两界系统三界系统五界系统六界系统 由林奈提出，以生物能否运动为标准。将生物分为植物界和动物界。两界系统三界系统 霍格和赫克尔提出，以单细胞生物兼有动物和植物特性为标准将生物分为植物界、动物界和原生生物界等三界。五界系统 由 R.H.Whittaker于1969年提出，根据细胞结构的复杂程度和营养方式不同，将生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动

14、物界等五界。由陈世骧于1979年提出非细胞总界（病毒界）原核总界（细菌界和蓝藻界）真核总界（植物界、真菌界、动物界）三总界六界系统动物在生物界当中的地位四、动物分类的基本知识1.分类方法2.物种的概念3.物种的命名分类方法 自然分类法 认为分类法 近代分类系统及学派 1.综合进化系统学派 2.表相分类学派 3.支序分类学派(分支系统学)4.分子系统学发生学学派 5.数值分类学派 以动物形态或解剖的相似性和差异性的总和为基础的，并根据古生物学、比较胚胎学、比较解剖学上的许多证据，来反映动物界的自然亲缘关系。自然分类系统近代分类系统及学派 1.综合进化系统学派（Simpson 1961；Mayr

15、1969）：综合进化分类学通过决定同源特征或同功特征、原始特征或衍生特征、及估计两个类群中的特征之间进化差异来分类，并以进化树来表示。2.表相分类学派:人们只能基于生物体表现型的总体相似性去对生物进行归类和编级。由于表型学派排除将生物系统发育、进化等内容作为生物系统学的基础，因而受到广泛批评。3.支序分类学派(分支系统学)（Hennig 1950,1966）:最初被称为系统发育系统学。最能或唯一能反映系统发育关系的依据是分类单元之间的血缘关系，而反映血缘关系的最确切的标志为共同祖先的相对近度；共同祖先关系可以通过特征的分布分析来发现，支序学派将特征分为祖征、共有祖征、衍征、共有衍征和自体衍征，

16、认为只有共有衍征才是共同祖先的证据。4 分子系统学发生学学派:采用不同动物类群中的同源分子作为特征来源来推断动物类群系统发生的方法。碱基序列或氨基酸序列中相似和差异的数量，可用于测量两个类群之间在进化上的差异。5 数值分类学派:认为不应加权于任何特征，通过大量的不加权特征研究总体的相似度，以反映分类单元之间的近似程度，借助电子计算机的运算，根据相似系数，来分析各分类单元之间的相互关系。分类等级 界:Kingdon 门:Phylum 纲:Class 目:Order 科:Family 属:Genus 种:Species分类阶元 人 黄牛 泥鳅 意大利蜂界 动物界 动物界 动物界 动物界门 脊索动物

17、门 脊索动物门 脊索动物门 节肢动物门纲 哺乳纲 哺乳纲 鱼纲 昆虫纲目 灵长目 偶蹄目 鲤形目 膜翅目科 人科 牛科 鳅科 蜜蜂科属 人属 家牛属 泥鳅属 蜜蜂属种 智人 黄牛 泥鳅 意大利蜂几种动物在动物界的分类地位物种的概念 种(物种)物种是互交繁殖的自然群体，与其他群体在生殖上相互隔离，并在自然界占据一个特殊的生态位。这是生物学种的概念。这一概念受到许多学者的认同，但它不适合于无性生殖的动物。种(物种)是自然地分布在一定的区域、具有共同基因组成（由此具有共同的祖先，相似的外形、内部结构、生理、行为、发育等生物学特性）以及能够自然繁殖出有生殖力的后代的所有生物个体。物种的理解1 生殖隔离

18、：在自然情况下，不同物种的个体不发生杂交或杂交不育。生殖隔离的形式：（1）不发生交配。由于性行为不同、雌雄性器官不相配合等。（2）配子不亲和。即使发生交配，但雌雄配子不能完成受精或受精后杂种胚胎不能正常发育。（3）杂种不育。杂种即使能够生长和发育，但不能繁殖后代。2 生态位:不仅包括物种占有栖息的空间,而且包括功能作用以及在环境中的位置,不仅决定生物在那生活,而且决定了如何生活,如何受别的生物影响.生殖隔离的示例 马和驴属于不同的物种，它们的形态特征（个体大小等）不同，具有不同的基因库（马和驴的染色体数量分别为64和62条，且染色体形态存在很大差别）。雄驴和雌马杂交后产生的后代为骡（mule)

19、，骡是不育的，其染色体数量为63条。可见，马和驴的基因库是不能混合的，双方因此都保持了物种所特有的基因库。2005年5月2日在海南热带野生动植物园降生的雄性双胞胎“狮虎兽”平平和安安。“狮虎兽”是狮子和老虎交配生育的后代，它们的父母是该动物园的雄狮“小二黑”和雌虎“欢欢”。狮虎兽身上同时具有狮子和老虎的部分特征，但是没有繁衍后代的能力。摄于2006.5.8摄于2005.5.72005年7月4日，在澳大利亚堪培拉国家动物园，一只狮虎兽大打哈欠。目前，澳大利亚仅有两只狮虎兽。亚种 是一个种内的地理种群或生态种群与同类任何其它种群有别。亚种用于表示动物，变种用于表示植物。品种 具有一定的经济价值，遗

20、传性比较一致的一种栽培植物或家养动物的群体。动物的命名 双名法 动物的学名是由两个拉丁字或拉丁化的文字所组成,前面一个是该动物的属名(第一个字母大写)，后面一个是该动物的种名。例如 狼：Canis lupus 属名 种名 意大利蜂：Apis mellifera Linne 属名 种名 定名人(林奈)三名法:北 狐：Vulpes vulpes schiliensis 华北野猪：Scrofa scrofa moupienensis华南野猪：Scrofa scrafa chirodonta 属名 种名 亚种名双名法：意大利蜂：Apis mellifera Linne 属名 种名 定名人(林奈)如果种

21、名不能确定，可以在属名后附以sp.，多个种则附以spp.。例如：Rana sp.表示蛙属中的一种蛙；Rana spp.表示蛙属中的几种蛙。v 动物分类学或系统分类学：动物生物学的研究离不开对研究对象（物种）的正确鉴定；此外地球上还有众多物种未被认识和鉴定；哪些物种是特定生态系统的关键种，需要加以保护？动物之间的演化关系如何？v 动物的功能生物学（functional biology）:即动物的解剖学、生理学和行为学等特点在整体功能上的相互一致。v 功能生物学所研究的问题已不再是停留在回答“what”（一般性的描述)，而是要解答“why”或“how”。动物生物学工作者的必备条件v 要作为一个动物生物学工作者，首先必须对动物有兴趣，对动物的生命活动感兴趣；v 动物生物学工作者的兴趣必须与实践活动相结合，经常到大自然、生产实际中观察、研究动物，发现新问题；v 能够将不同层次或领域的思想、理论、技术综合起来，用于探索动物的整体结构和机能等问题。复习题 1.什么是动物生物学？研究动物生物学的基本方法有哪几种？2.1969年魏泰克依据什么将生物分为五界？包括哪五界？3.自然分类法的依据是什么？4.试写出山羊的分类地位。5.物种和品种有何区别？6.“双名法”是怎样给物种命名的？