結構生物化學/生命的三域/真核生物
真核生物域被認為是在17億年前才進化出來的，是最後進化的一個域。該域包括所有具有真核細胞的生物，這些細胞包含膜結合的細胞器，如線粒體和葉綠體。透過比較核糖體 RNA 和核苷酸序列，真核生物域發現與古細菌的關係比細菌域更密切。真核生物的特徵是具有一個膜封閉的細胞核，其中包含生物體的遺傳物質，即 DNA，以及相應的蛋白質。所有動物、植物、真菌和原生生物都屬於這個分類群。
真核生物根據它們從周圍環境中獲得能量的方式進行分類。光養生物從光中獲得能量，而化能營養生物透過氧化化學燃料獲得能量。所有光養真核生物都從 CO2 中獲得碳。所有非光養真核生物都依賴有機物作為其碳源，因此被稱為有機營養生物。
動物屬於動物界。它們是異養生物，因此需要攝入有機化合物以獲取能量。動物通常是多細胞的。大約 95% 是無脊椎動物。與其他真核生物類別不同，動物的細胞缺乏細胞壁。
動物界分為兩個亞界
a. 側生動物：缺乏組織和器官。
- 多孔動物門（海綿）：大多生活在海洋中，但有一些生活在淡水中。它們是無對稱的。它們的形狀和大小取決於它們所附著的環境或基質。海綿是固著生物，並具有靜止的生活方式。它們由兩層組成：表皮和內層鞭毛領細胞。它們捕獲懸浮在水中的食物。單個海綿能夠產生卵子和精子。
b. 真後生動物：作為其他動物門而存在。它們是具有分化組織的真正的多細胞動物。
- 刺胞動物門：該門的例子包括珊瑚、海葵和水母。它們具有輻射對稱。身體分為兩層組織：外層表皮和內層胃皮。此外，還有中膠層，它是這兩層之間的凝膠狀層。
- 櫛水母門：櫛水母。它們具有輻射對稱，並具有兩層，它們之間有一個非常厚的中膠層。口部朝下。它們利用 8 列垂直排列的纖毛或櫛板運動。它們還具有兩個長觸手。
- 原口動物：三胚層真後生動物，具有中胚層，但缺乏體腔。扁形動物門（扁蟲）屬於該門。它們是具有明顯頭部、雙側對稱的扁平動物。扁形動物門分為三個綱：渦蟲綱（自由生活的扁蟲）、吸蟲綱（吸蟲）和絛蟲綱（絛蟲）。
- 假體腔原口動物：具有中胚層覆蓋在體腔外，並具有假體腔。
+ 輪蟲門（輪蟲） : 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。它們是多細胞動物。它們具有輪盤，用於攝食和運動。它們具有完整的消化道，包括口和肛門。
+ 線蟲門（線蟲）：是兩端漸細的圓柱形蠕蟲。雖然一些生活在土壤和水中，但大多數是寄生蟲。
- 環節動物門（環節動物）：具有分節。它們具有完整的消化系統，具有專門的隔室：分節的排洩系統、封閉的迴圈系統和發達的神經系統。環節動物門分為 3 個綱
+ 寡毛綱（蚯蚓）：它們在每個節段上都有成對的剛毛，用於運動
+ 多毛綱（海洋蠕蟲）：它們有許多剛毛（刺）。疣足、發達的頭部，但缺乏固著形式。
+蛭綱（螞蟥）：是體外寄生蟲，以宿主血液和組織液為食。外部分段是用於攝食的皺紋的延伸。它們存在於陸地、淡水和海洋環境中。
- 軟體動物門（蛤蜊、蝸牛、魷魚）：大多數生活在海洋中，而一些生活在淡水和陸地環境中。它們缺乏分段，但具有發達的迴圈系統（有心臟）、發達的神經系統、具有齒舌（口腔中用於刮取食物的rasp-like 板）、外套膜（分泌殼 CaCO3 的一層細胞，並形成外套腔）、足部（用於運動的肌肉器官）和內臟團。
+ 多板綱（石鱉）：海洋軟體動物，其貝殼由八個板組成。
+ 腹足綱（蝸牛）：具有單一的螺旋狀貝殼和一個明顯的頭部，具有發達的眼睛和感覺觸手。該綱表現出扭轉，即貝殼和內臟器官的盤繞。
+ 頭足綱（章魚、魷魚和鸚鵡螺）：足部改造成了帶有吸盤的抓握觸手。貝殼退化，並位於體內。所有物種都具有發達的眼睛和複雜的神經系統。
- 節肢動物門（昆蟲、蛛形綱動物、甲殼類動物）：由於存在幾丁質的，連線的外骨骼，它們具有鮮明的特徵。此外，它們具有迴圈系統、外部分段、複雜的感官器官和神經系統，即使它們是無脊椎動物。此外，它們還具有複雜的肌肉系統和外骨骼，外骨骼不能生長，但可以脫落並被替換。
- 三葉蟲綱（三葉蟲）：它們曾經是最多的節肢動物。它們背部具有三葉盾。第二節具有成對的觸角，所有後續節段都具有成對的雙肢型附肢，用作步行腿。不幸的是，它們已經滅絕。
- 螯肢亞門（蛛形綱動物）：缺乏觸角，但具有螯肢作為攝食器官。它們的身體由頭胸部和腹部組成。附肢包括螯肢、觸肢和四對步行腿。
+ 蛛形綱（蠍子、蜘蛛和蜱）：大多數是陸生的。
+ 肢口綱（包括鱟）：它們都生活在海洋中。頭胸部被單個背甲覆蓋，腹部被盾覆蓋。此外，它們具有堅硬的，尖刺狀的尾節。
- 多足綱：陸生的。它們具有成對的觸角。該門分為 3 個綱
+ 蜈蚣：身體分段，每個節段有一對步行腿。
+ 馬陸：身體由融合的雙節組成，每個節段有兩對步行腿。前四個未融合的節段構成胸部（沒有腿）。
- 六足亞門（昆蟲）：被認為是最成功的群體。身體由三部分組成：頭部、胸部和腹部。它們在胸部有三對步行腿。通常，它們在胸部有翅膀。
+ 鞘翅目（甲蟲）
+ 雙翅目（蒼蠅）
+ 膜翅目（螞蟻、蜜蜂、黃蜂）
+ 鱗翅目（蝴蝶、蛾子）
+ 直翅目（蝗蟲、蟋蟀、蟈蟈）
- 甲殼綱：生活在水生環境中，或海洋中。頭部和胸部形成頭胸部。它們有兩對觸角，口部帶有顎。
+ 蔓足綱（藤壺）：它們是該門中唯一固著生活的群體。
+ 十足目（螃蟹、龍蝦、蝦、小龍蝦、磷蝦）：細長的腹部和尾節（用於游泳），之後是頭胸部。它們能夠緩慢地向前爬行。
- 棘皮動物門：所有物種都生活在海洋中。它們具有五輻射對稱，而它們的幼蟲具有雙側對稱。它們具有 CaCO3 內骨骼。此外，它們具有血管系統和相關的管足。
+ 海星綱（海星） : 海洋動物。它們具有中央盤和五個管足。
+ 海參綱（海參）它們具有雙側對稱和五輻射結構。然而，它們缺乏內骨骼，並使用增厚的外皮作為保護層。
+ 蛇尾綱（蛇尾）：它們具有小的圓盤和五個明顯的臂，容易斷裂。這些臂是靈活的，用於蛇形運動。
+ 海膽綱（海膽、海錢）：它們具有扁平的殼和短刺。
脊索動物門的幾個代表綱
- 軟骨魚綱：軟骨魚
- 硬骨魚綱：硬骨魚
- 蜥形綱：爬行動物
- 兩棲綱：兩棲動物
- 鳥綱：鳥類
- 哺乳綱：哺乳動物（乳腺）
植物屬於植物界。植物界包含超過 300,000 種多細胞的自養生物，它們透過稱為光合作用的過程將陽光轉化為可利用的化學能。光合作用必不可少的色素是葉綠素 a 和 b，它們吸收光能。所有植物都具有由纖維素構成的細胞壁。植物的生命週期涉及世代交替，其中二倍體植物 (2n) 產生單倍體植物 (n)，單倍體植物透過有性過程再次產生二倍體植物。所有陸地植物可以分為兩類：苔蘚植物（非維管植物）和維管植物（維管植物）。
所有植物都有一個生命週期，在二倍體生物體和單倍體生物體之間交替。生命週期的二倍體形式稱為孢子體，它包含兩組遺傳DNA，而生命週期的單倍體形式稱為配子體，僅包含一組DNA。因此，這種在二倍體和單倍體生物體之間切換的生命週期的現象被稱為世代交替。單倍體配子體細胞透過有絲分裂繁殖形成植物的配子，卵子和精子；當它們受精時，它們形成二倍體合子，進而成為二倍體孢子體。後來，當二倍體孢子體透過減數分裂繁殖時，單倍體生殖細胞作為配子體發育。
非維管植物
苔蘚植物被認為是第一批陸地植物。它們沒有木質素浸漬的細胞，因此尺寸有限。它們也缺乏根，而是具有稱為假根的結構，它們在某種程度上類似。苔蘚植物在其生命週期的絕大部分時間裡都處於配子體（單倍體）階段。該類群主要包括苔類、角苔類和蘚類。
非維管植物缺乏相互連線的細胞，這些細胞共同作用將營養物質和水分輸送到整個植物中。因此，這些植物無法長高，因此被稱為“貼地植物”，因為它們只生長在靠近地面並形成苔蘚地毯的地方。配子體階段在非維管植物的生命週期中占主導地位，孢子體生長在配子體頂部。一些非維管植物是雙性的，它們產生雄性和雌性配子體。苔蘚需要一層薄薄的水膜，以便精子能夠到達卵子進行受精和繁殖。因此，許多苔蘚生長在潮溼的環境中，為苔蘚繁殖提供理想條件。泥炭蘚是環境中形成沼澤的苔蘚集合體，它能容納大量水。因此，泥炭蘚經常被用作土壤肥料，以幫助沙質土壤保留更多水分。
非維管植物的孢子體通常附著在配子體頂部，它包含三個不同的部分，即足部、柄部和囊部。足部負責附著在配子體上，但更重要的是，它的主要功能是從配子體中吸收營養物質。柄部是能夠將這些營養物質輸送到囊部的莖。囊部利用這些營養物質透過減數分裂產生孢子，孢子將受精卵並繁殖更多苔蘚。非維管植物獲得的一種進化適應是使用周緣，周緣是一種結構，它根據環境的開放和關閉，以允許孢子從囊部中排出。當環境乾燥時，周緣開啟，允許孢子隨風傳播很遠，而當環境潮溼時，周緣會關閉，直到出現更強的陣風。
維管植物
維管植物比苔蘚植物往往更大更復雜。與苔蘚植物不同，維管植物包含木質部和韌皮部，它們用於將水和糖輸送到整個植物體中。維管植物在其生命週期的絕大部分時間裡都處於孢子體（二倍體）階段。該類群包括蕨類、針葉樹和開花植物。 [1]
維管植物包含關鍵的維管組織，木質部和韌皮部，它們使它們能夠生長得更高。與非維管植物相反，這些植物具有占主導地位的孢子體而不是配子體，並且孢子體不再依賴於配子體獲取營養物質。維管植物具有根部，從土壤中吸收營養物質並將其輸送到植物的其他部位。木質部是植物組織，負責將水分和營養物質從土壤輸送到整個植物體中。該組織的細胞壁透過木質素得到加強。第二種組織，韌皮部，負責將氨基酸、糖類和有機產物輸送到植物的其他部位，以使其生長。有了這些維管組織，植物能夠長得更高更強壯，為植物提供了更多陽光的支撐。隨著越來越多的植物能夠長高，它們相互競爭以長高，以便獲得更多陽光併產生更多的糖和澱粉。此外，這些更高的植物能夠將它們的孢子分散得更遠，使種群能夠擴散到新的環境中。
維管植物的孢子體進化出了根和葉，幫助植物產生更多的糖。根部透過在土壤中形成巨大的分支根網路，幫助植物固定在地面。這有助於植物從土壤中吸收更多的營養物質。葉片進化，使植物能夠捕獲更多陽光進行光合作用，併為自己生長產生糖。這些無籽維管植物主宰了森林，長到數百英尺高，爭奪陽光。蕨類植物是一種主要的植物，在許多品種中都很豐富。
種子植物可以分為兩類，裸子植物和被子植物。種子植物含有種子，種子是整個胚珠，胚珠是由食物供應包裹的胚胎，幷包裹在保護性塗層中。這使得種子能夠分散得更遠，同時仍然具有茁壯成長的營養物質。與維管植物不同，種子植物不需要水進行受精。裸子植物的種子是裸露的，沒有封閉在腔室中，例如松樹、銀杏樹和蘇鐵。被子植物是開花的植物。植物的生殖部分稱為花，當它受精後，它會變成果實。開花植物隨著時間的推移而進化，以增加它們被動物或自然界其他力量受精的機會。例如，一些開花植物進化出了紅色的花瓣，這在鳥類的眼中很突出。因此，當鳥類用喙去尋找花中的花蜜時，花粉就會擦到鳥身上，被運送到不同的花朵進行受精。另一個例子是，花朵進化出了淺色和芬芳的花朵，吸引夜行動物將花粉傳遞到其他花朵進行受精。
真菌
[edit | edit source]真菌是真菌界的一種成員，包括黴菌、蘑菇和黴菌。大多數真菌是光合作用的，並且是腐生菌或寄生菌。這類真核生物是異養的，由菌絲（形成菌絲體）組成，並且具有由幾丁質構成的細胞壁。真菌的繁殖通常涉及在專門的結構中產生的孢子。真菌的例子有酵母菌、黴菌和蘑菇。在進化的意義上，它們實際上與動物的關係比與植物的關係更密切。但在研究中，真菌被歸類為植物學。繁殖可以是性繁殖或無性繁殖。無性繁殖通常涉及孢子的形成，而性繁殖涉及複雜結構的產生。真菌根據性結構分為四個分支
- 接合菌門：大多數是陸生的，但也有一些生活在土壤中或腐爛的植物上。菌絲缺乏隔膜（橫壁），因此菌絲體是多核的。該分支的例子有根黴、毛黴等。
- 子囊菌門：是最多樣化的。這些真菌透過分生孢子進行無性繁殖。在性繁殖中，兩種交配菌株聚集在一起，並在子囊果內形成子囊。在每個子囊中，產生八個子囊孢子。酵母菌是一種單細胞型別，是該分支的一個例子。此外，青黴菌在現代醫學中使用是該分支的另一個例子。
- 擔子菌門：沒有無性結構。透過擔孢子進行性繁殖，擔孢子位於擔子果中。該分支的一個例子是蘑菇。
- 壺菌門
真菌可以生活在各種各樣的棲息地中。但當然，不同的物種生活在不同的棲息地中。大約有 70,000 個物種被正式發現，但真菌物種的實際數量仍然未知。
真菌對生態系統執行最重要的任務。它們是分解者，將它們吸收的營養物質返回土壤中迴圈利用。如果沒有真菌，土壤中的營養物質就會短缺，植物和整個生態系統將完全不同。菌根是真菌與植物之間的一種互利共生關係。真菌的菌絲體要麼穿透植物的根部，要麼緊挨著植物的根部生長。因此，真菌有助於植物吸收營養物質，而植物也從植物中獲得糖。它們都從這種關係中受益。這種關係有助於植物增加其對營養物質的吸收，使其能夠長得更高更快。在一個植物和與真菌具有有益關係的植物之間的實驗中，與真菌有益關係的植物在相同時間內長到更高的高度。
另一種有益的關係是真菌與螞蟻之間的關係。螞蟻收集樹葉給真菌，而真菌消化樹葉併產生螞蟻可以食用的糖。在這種情況下，真菌和螞蟻都相互依賴。螞蟻不能吃樹葉，而真菌也不能接觸樹葉。因此，這種關係有助於真菌和螞蟻共同繁榮。
人類利用許多真菌作為食物和藥物。
原生生物
[edit | edit source]原生生物是真核微生物，可以是單細胞、群體或多細胞的；但將它們與真核域中其他生物區分開來的一個特定屬性是它們沒有專門的組織。它們沒有植物、動物或真菌的任何獨特特徵。除了藍藻以外的所有藻類，原生動物以及以前被認為是真菌的其他生物現在都被正確地歸類為原生生物界。原生生物通常由具有光合作用能力（如藻類）、產生黴菌（黴菌、粘菌和水黴菌）和覓食能力的生物組成。藻類和其他光合作用原生生物對我們生活至關重要，主要是因為它們產生大量的氧氣。它們只在水生環境中繁衍生息。一些原生生物具有鞭毛，參與運動。它們透過多種方式繁殖：同配生殖，其中運動配子大小相同。異配生殖，其中雌配子比雄配子大。最後，卵配生殖，其中較大的雌配子不運動，而雄配子則運動。原生生物分為 12 個門。這是基於它們的營養方式、色素、碳水化合物食物儲備、鞭毛、細胞壁成分以及它們生存的環境。原生生物是食物鏈的重要組成部分。例如，海帶林是地球上生產力最高的生態系統之一。
a. **不等鞭毛生物**：包括多種自養生物和異養生物，具有兩個鞭毛：一個鞭毛具有許多毛狀突起，另一個則光滑，沒有毛髮。
- 矽藻：生活在淡水和鹹水中。它們擁有葉綠素 a 和 b 以及類胡蘿蔔素（它們呈現金黃色）。它們為大氣提供氧氣。矽藻生活在一個矽質外殼中，類似於瓊脂培養皿。
- 褐藻：生活在溫帶水域中。它們擁有葉綠素 a 和 c 以及褐色色素巖藻黃素。它們的細胞壁由纖維素和海藻酸組成。例如，巨藻。
b. **紅藻**：海洋海藻。它們擁有葉綠素 a 和 d 以及色素藻膽素。它們呈現紅色。
c. **綠藻**：單細胞和群體。它們擁有葉綠素 a 和 b。細胞壁由纖維素組成，並儲存澱粉。該類的例子包括水綿和衣藻。
d. **裸藻**
- 裸藻：一個或兩個前鞭毛。它們可以是自養生物或異養生物。例如，眼蟲。
- 動基體生物：具有一個大型線粒體和動基體，動基體儲存 DNA。它們是共生的或致病的。例如，甘比亞錐蟲。
- 鞭毛蟲：有益的內共生體，與白蟻建立互利共生關係。
e. **囊泡生物**
- 甲藻：存在於海洋水域中。它們具有成對的鞭毛，位於溝槽中，提供運動能力。例如，角藻。
- 頂復門：寄生蟲，成年後不運動。例如，惡性瘧原蟲（引起瘧疾）。
- 纖毛蟲：透過纖毛運動，並具有大型大核和小核。它們是全營養的。它們大多數是單細胞生物。例如，草履蟲，鍾蟲。
f. **具有偽足的原生生物**：它們具有偽足，用於運動和攝食。
- 變形蟲：生活在海洋和淡水中或土壤中。它們沒有固定的身體，並且缺乏外殼。
- 放射蟲：生活在海洋中。它們被包裹在二氧化矽的穿孔外殼中。使用軸足來攝食並緩慢移動。
- 有孔蟲：生活在海洋中，被包裹在由 CaCO3 組成的捲曲外殼中。
參考資料
[edit | edit source]Reece, Jane B., and Neil A. Campbell. Campbell Biology. Harlow: Pearson Education, 2011. Print.