物种#转录因子
物种的概念与形成方式.doc
物种的概念与形成方式一、物种的概念物种(species)是自然界中实际存在的生物群体单位。
但生物界中物种的划分不是通过条件（特征）集来进行逻辑分类所能完成，而是必须进行综合的分析。
实际上给物种下一个在理论上合乎逻辑性、在实际应用上又方便有效的定义是极其困难的。
对物种概念的定义有一个历史发展过程。
早在17世纪，John Ray(1868)就认为物种是一个繁殖单元。
林奈(Linne , C. von，1750)进一步提出，物种是由形态相似的个体组成，同种个体间可自由交配，并能产生可育后代；而异种个体间则杂交不育。
达尔文提出，种是显著的变种，是性状差异明显的个体类群。
杜布赞斯基（Dobzhansky,Th.）认为，物种是享有一个共同基因库、能进行杂交的个体的最大的生殖群落。
迈尔(Mayr, E. ，1982)给物种下了一个定义：物种是由种群所组成的生殖单元（和其它单元在生殖上隔离着），它在自然界中占有一定的生境地位。
陈世骧（1987）对此定义作了补充：物种在宗谱上代表一定的分支。
尽管很多学者对物种的概念提出了各种各样的观点，但都忽视了营无性生殖的低等生物，这有待进一步研究和探讨。
综合各学派的观点，物种的划分应综合考虑如下一个方面的内容：(一)形态学标准主要根据生物体的形态特征方面的差异进行物种的划分。
在分类学上这仍然是常用的标准。
这种分类方法方便易行，但标准难以统一，因而会出现划分结果不一致现象。
(二)遗传学标准理论上是指以群体间的遗传组成方面的差异、染色体数目和结构方面的差异以及由遗传原因导致的生理生化方面的差异等作为标准，实际操作上是以能否进行杂交以及杂种后代有否繁殖能力作为标准，也即生殖隔离标准，这是区分不同物种的重要标准。
这方面的标准已经发展到分子水平。
凡能够进行杂交而且产生能生育的后代的个体或类群，就属于同一个物种；凡不能进行杂交，或者能够进行杂交但不能产生有生育能力的后代的个体或类群，则属于不同的物种。
物种名词解释
物种名词解释物种，又称种类，是生物分类学上的基本单位之一。
物种是指在自然界中繁殖能力强、能够产生可繁衍后代的个体群体。
物种是生物多样性的基础，是自然界的一个最基本的有机单元。
物种是由一组个体组成的，这些个体之间可以进行繁殖，产生可以繁衍后代的后代。
物种之间的繁殖隔离是维持物种边界的重要因素，它可以通过生理隔离（例如无法进行成功的交配）、生态隔离（例如生活在不同环境中）以及地理隔离（例如生活在不同地理区域）来实现。
物种的名称通常以拉丁文或拉丁文化的形式命名，例如人类的学名是Homo sapiens。
传统上，物种名称由属名和种加词组成，例如狮子的学名是Panthera leo，其中Panthera为属名，leo为种加词。
物种名称使得科学家能够准确地标识和描述不同的物种，并促进了对物种的研究和保护。
物种在自然界中扮演着重要的角色。
首先，物种对于维持生态系统的平衡和稳定起着重要作用。
不同的物种在生态系统中扮演不同的角色，它们在食物链中占据不同的层级，相互之间通过食物和营养链相互关联。
如果一个物种在生态系统中消失，可能会造成连锁反应，对整个生态系统产生不可逆转的影响。
其次，物种具有遗传多样性，这是物种能够适应环境变化的关键。
遗传多样性保证了物种种群的适应性和生存能力。
例如，在面对环境的变化时，一些个体可能具有某种适应性基因，并能传给下一代，从而使物种能够在新的环境条件下生存和繁衍。
最后，物种也具有经济和文化价值。
许多物种对人类而言具有重要的经济价值，例如提供食物、药物、纤维和材料等。
此外，物种也是自然和文化遗产的重要组成部分，它们为人类心灵的滋养和文化的传承提供了宝贵的资源。
总之，物种是自然界中独立且可繁衍的个体群体，是生物多样性的基本单位。
物种具有自然界中不可替代的作用，它们维持着生态系统的平衡，保持着遗传多样性，同时也是人类经济和文化的重要资源。
通过保护和研究物种，我们能够更好地理解和保护自然界的多样性和生态系统。
物种形成的标志及必要条件
物种形成的标志及必要条件物种形成的标志及必要条件生命进化是一个自然而然的过程，它一直存在于生命物质的诞生与发展过程中。
由于环境时刻在变化，生物体要适应环境的选择也会随之变化，这种适应性为了让生命继续延续下去而被锤炼，而锤炼这一过程同时往往会导致生命物种的分化和形成。
下面将按照类别阐述物种形成的标志及必要条件。
一、植物类对于植物来说，物种形成的标志往往表现为形态学的变化。
这种变化可能为对花、叶子、种子、根部等多个方面的变异，通过基因重组和遗传变异，植物在随着时间的推移中适应不同的生态环境，随着一代代生物的遗传特征的继承，它的种群主要在两个方向上形成差异。
其一为生长环境的差异。
例如在水中生长的植物，可能在形状上逐渐变得更窄更长，可以更好地适应水中的流动环境和抵御物理性的水流夹击。
另一种情况是种间的竞争，为了抢占生长空间或更好地拓宽生长领域，不同种植物形态差异逐渐增加，最终导致形成分化的种群。
二、动物类对于动物来说，物种形成的标志往往体现在行为方面。
行为上的改变会促成遗传基因的改变，这些改变又往往反过来作用于行为，形成了新的类型。
例如，虫子的体内有机储存和分泌物质的能力的变化会促进贮存食物的能力的改变。
这种变化相互作用，促进了新的物种的分化。
昆虫是一个很好的例子。
多年的研究表明，几乎所有昆虫都会经历生命周期的不同阶段，而这些阶段在生长过程中往往就是分化的开始。
例如有些种类的昆虫在某一阶段时会不断进化出新颖的特征，从而形成了很多不同的物种。
三、微生物类对于微生物来说，它们的特性和判断是否形成新的物种和其他趋势是不同的，它们往往被判断是否产生了新的品种，比如大部分普通病菌的变异往往具有从弱致病性到强致病性、甚至逆向变异的趋势。
而这些变异会促进的是基因的重组，基因重组的结果又反过来作用于次生代谢产物形成发展趋势的改变。
也就是说，微生物在重组和变异中，也形成了新的品种和分类。
物种形成的必要条件当生物体遗传特征外显出不同形态和不同的习性时，新的物种就可能逐渐形成。
稀有物种的概念
稀有物种的概念稀有物种是指地球上存在数量极少、分布范围狭窄、濒临灭绝或非常罕见的物种。
它们的特点在于其个体数量非常稀少，难以在自然界中观察到，并且由于各种原因，很难进行繁殖和生存，这使得它们的存在变得异常珍贵。
稀有物种通常在自然界中处于生态链的高位，其灭绝将会对整个生态系统产生重大影响。
由于其数量少且分布范围狭窄，常常面临着栖息地丧失、非法捕猎、环境污染、气候变化等多种威胁。
如果没有及时采取保护和管理措施，它们很可能会面临灭绝的危险。
稀有物种的保护具有重大的生物多样性和生态系统保护价值。
首先，稀有物种的保护可以维持生物多样性的平衡。
生态系统由各种不同种类的生物组成，这些生物之间相互依赖，构成了复杂而稳定的生态链。
如果某个环节中的物种灭绝，将会对整个生态系统造成不可逆转的损害。
因此，保护稀有物种对维持生物多样性具有重要意义。
其次，稀有物种的保护可以保护生态系统的功能。
生态系统提供了人类所依赖的许多生态服务，包括水源涵养、土壤保持、气候调节等。
稀有物种在生态系统中扮演着重要的角色，对维持生态系统的功能具有深远影响。
其保护可以确保生态系统的稳定性和功能的正常发挥。
此外，稀有物种的保护也具有科学研究价值。
稀有物种往往具有原始特征，其研究可以为科学家提供宝贵的资料和线索，帮助我们更好地了解地球上生物的进化历史和生态系统的演化过程。
此外，稀有物种的研究也有助于开发和应用新的保护技术和策略。
在保护稀有物种方面，需要采取一系列的措施。
首先是保护栖息地。
对稀有物种而言，栖息地的损失是最严重的威胁之一。
因此，保护栖息地、恢复和改善栖息地质量非常重要。
不仅要控制森林砍伐、湿地开发等破坏行为，还需要加强环境管理和规划，确保稀有物种有足够的空间和资源进行生存和繁殖。
其次是加强法律法规和监管制度。
保护稀有物种需要政府、社会组织和公众共同参与，建立完善的法律法规和监管制度。
制定相关法律，加大对非法捕猎、盗猎等犯罪行为的打击力度，加强对野生动物及其栖息地的监测和保护，促进公众对稀有物种的认识和保护意识的提高。
物种进化的例子
物种进化的例子有很多，以下是其中的一些例子：
1. 达尔文雀：达尔文雀是加拉帕戈斯群岛上的鸟类，它们在进化过程中逐渐适应了不同的环境条件，形成了不同的物种。
例如，一些达尔文雀适应了较干燥的环境，它们的喙变得更细长，适合捕食昆虫；而另一些达尔文雀则适应了较湿润的环境，它们的喙变得更短小，适合捕食鱼类。
2. 细菌抗药性：细菌在进化过程中逐渐产生了抗药性，这是由于它们在面对抗生素等药物治疗时，通过基因突变等方式产生了对药物的抵抗能力。
这种现象在医疗领域中非常普遍，给治疗带来了很大的挑战。
3. 鲸鱼：鲸鱼是一种大型海洋哺乳动物，它们的进化历程非常漫长。
在数百万年的进化过程中，鲸鱼逐渐适应了水生环境，并发展出了独特的生理和行为特征。
例如，鲸鱼具有特殊的呼吸器官，可以在水下进行长时间呼吸；同时，它们的身体形态和肌肉结构也适应了水中的游泳和捕食。
4. 人类的进化：人类的进化历程也非常漫长。
从早期的原始人种到现代人类，人类的身体形态、智力、语言能力等方面都经历了长期的进化和发展。
例如，现代人类的身体结构更加适应于直立行走和大脑思考；同时，现代人类的语言能力也更加发达，可以表达更加复杂的思想和情感。
这些例子表明，物种进化是一个复杂而漫长的过程，涉及到许多基因突变、自然选择等因素的作用。
通过研究物种进化的例子，我们可以更好地理解生物演化的规律和机制。
生物界的物种和分类
生物界的物种和分类生物是地球上最为神奇、奇妙和多姿多彩的物种之一。
在生物界中，有着无数的物种，它们分布在山林、海洋、草地、花园等不同的生态环境中，构成了我们独特的生态系统。
那么，什么是物种？如何将它们进行分类？什么是物种？“物种”是一个生物学上的概念，其定义是指生物学上可自然繁殖的单一群体，而且基于相同的形态、遗传信息及生物学特性，与其他群体相区别开来。
物种的划分可以基于多个因素，其中最重要的一个因素是基因组成。
物种的特征表现为它们内部形态、器官结构、生理特征、遗传特性以及生存环境。
在相同物种之间，因为它们具有相似的基因组成，有着相似的性状和特征。
例如：两条共对称的背鳍，两次行动出现在同一侧，这往往是一个物种中的成员使用时的典型动作模式。
特别的，不同的物种之间差别极大，甚至可以达到相反的程度。
例如，乌贼和爬虫差别很大，前者在水中活动，后者则生活在陆地上。
昆虫和哺乳动物，也是具备较大的差距。
因此，检查和确定物种是生物学中一个非常重要的工作，它是对生态平衡和多样性的基础。
物种划分的历史在过去的两个世纪中，人们对物种的分类进行了大量的研究和探索。
在早期，生物学家们通过生物分类学的基础研究，将热带和温带的植物、动物，以及微生物等分类，并逐渐发现了更多新的物种的形态和特征。
在19世纪末期，瑞典自然学家卡尔·林奈（Carl Linnaeus）发明了传统的生物分类体系——“林奈系统”，它基于物种的形态特征将生物分成了七个系列：哺乳动物，鸟类，鱼类，爬行动物，两栖动物，昆虫和无脊椎动物，直到现今这个分类体系都广泛存在。
现代生物分类学从实现数量上划分，将生物界分为微生物、植物界和动物界。
其中，植物和动物按照分支群，细分为更多的类别。
生物分类的方法现代生物分类学基于生物分类学的分类体系，并使用基因组学和遗传学的数据来进一步完善。
目前，生物分类通常是基于大量的特征的组合，包括行为、形态特征、遗传信息、生态角色、食性等等。
物种的概念和动物分类的等级
编者按：了解动物药的内容，可以帮助⼤家更好地理解掌握《中药鉴定学》的相关内容。
因此，我们为⼤家搜集了⼀系列的药⽤动物学的基本内容，以期帮助⼤家更好地掌握知识。
“物种”（Species）或⼜简单地称为“种”，是动物分类上的基本单位。
考试⼤ 站整理正确地理解物种的概念，在动物分类学上具有重⼤的意义，恩格斯说：“没有物种的概念，整个科学便没有了”。
但是对于物种的定义，或者说对于物种的理解，迄今确还是⼀个在⾃然科学中争论很⼤的问题。
从历史的⾓度看⼤致可以分为三个阶段： 第⼀，林拉的看法。
林拉以⼀切物种均由特创⽽成，各有其特征，固定不变，⽽以模式标本的形态特征作为物种的准绳。
第⼆，达尔⽂的看法。
达尔⽂认为⼀切物种均由同宗同祖繁衍下来，⽽且都还在进化中，⼀个物种通过⼀系列过渡类型⽽转变成另⼀个物种，因此物种是⼈为的，是为了研究⽅便⽽划分出来的，变种是正在发育中的物种，⽽物种是差别更显著的变种。
第三，近代⼀般学者的看法。
归纳起来认为： ①物种由进化形成，⽽且仍然在发展中，但在⼀定阶段，却⼜保持了⼀定的稳定性，即变是绝对的，不变是相对的，通过量变⾄⼀定程度时，就可发⽣质变，形成新物种。
②种是以种群，⽽⾮以个体为其存在形式，因此在进⾏动物分类时，不宜只靠个别标本，⽽应以⼀系列标本为依据，从中选出模式标本。
③同种的动物不仅在形态构造上彼此相似，⽽且在⽣理上相同，它们在⽣理上的相亲合，较之形态上的近似，更是基本的，同种间可以交配，并把特征传于后代，不同种的动物虽然也可能⽤⼈⼯的⽅法促使其互配，但是在⾃然界它们并不进⾏杂交，纵使杂交，⼀般也不能产⽣杂种，或即使是产⽣杂种，但不能⽣育，固⽽并不传种下来。
简单地说，物种是⼀群在形态和⽣理⽅⾯彼此⼗分相似，或性状间差别很微⼩，并有⼀定⾃然分布区的动物个体；凡种内的有性个体间能够互配，并且产⽣能够发育的个体后代；不同种的有性个体间不能够互配和产⽣后代。
物种是动物进化过程中，从量变到质变的⼀个飞跃，是⾃然界⾃然选择的历史产物。
分辨物种的基本特征
分辨物种的基本特征
物种是生物学中一个基础的概念，指的是同一类生物个体的集合。
然而，要确定一个生物属于哪个物种，需要观察和分析多个特征。
本文将介绍分辨物种的基本特征，以帮助读者更好地理解生物分类学。
1. 形态特征
形态特征是最基本的物种辨识方法之一。
通过观察生物的外形、大小、颜色、组织结构、器官形态等特征，可以初步确定其所属的物种。
例如，哺乳动物的前肢结构、羽毛的形状和颜色、花朵的形状和花瓣数目等，都是物种辨识的重要参考。
2. 遗传特征
遗传特征也是确定物种的重要依据。
生物之间的遗传差异是由基因决定的，相同物种的个体之间的基因序列应该高度相似。
通过观察生物的DNA序列、基因组结构和基因型等特征，可以确定它们是否属于同一物种。
3. 生态学特征
生态学特征是描述物种适应环境和生态角色的特征。
生态学特征包括生活方式、摄食方式、繁殖方式、栖息地等。
通过观察生物的生态学特征，可以更好地了解它们所处的生态系统，从而进一步确认其所属的物种。
4. 行为特征
行为特征也是确定物种的重要依据之一。
生物的行为特征包括交配行为、求偶行为、捕食行为、群居行为等。
通过观察生物的行为特
征，可以更好地了解它们的行为模式和生态角色，从而确认其所属的物种。
总之，分辨物种的基本特征包括形态特征、遗传特征、生态学特征和行为特征。
这些特征相互交织，共同作用，才能最终确定生物的物种。
在实际操作中，需要综合运用各种方法，结合不同特征来进行物种辨识。
通过了解和掌握这些基本特征，可以更好地理解生物分类学，为生物学研究提供更有力的基础支持。
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转录因子识别
➢识别蛋白质是否含有DBD结构
•与DNA结合的结构域(DBD)具有特异性 •HMMER程序 (hmmpscan,hmmsearch) • 66个家族231个HMM模型（SCOP） •参数为默认值，取E-value＝0.01
g.unam.mx/
/
http://genome.gsc.riken.jp/TFdb/
/
/
已有转录因子数据库
农场生物转录因子
物种
猪 马 牛 羊 鸡 狗 猫 水稻 小麦 玉米
#转录因子
94 156 634
17 585 215
5 400
97 37
－－收集于NCBI
牛转录因子
➢ 关注于模式生物 ➢ NCBI～634 编码转录因子的基因 ➢ TRANSFAC ～10 编码转录因子的基因
～ 16 转录因子调控的基因 ➢ DBD ～ 2333 预测转录因子 （无注释）
➢ 共计 5479 个转录因子，4357个基因 由已知蛋白集合预测 3810个基因4932个转录因子 由预测蛋白集合预测 4260个基因5487个转录因子
结 果 （I）
已
预
知
测
蛋 白
3810～4932
547～547
蛋 白
集
集
合
合
4357个基因～5479 个转录因子 占全基因组～14％
TF's gene
概要
❖ 研究背景 ❖ 材料与方法 ❖ 数据库构建与网页 ❖ 结果与讨论
转录因子
➢ 定义:
能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上 从而调控其基因转录的一类蛋白质。
➢ 结构特点:
存在结构域和功能域 结构域(DBD) ：与DNA结合的具有特异性 结构模式：锌指，亮氨酸拉链，
螺旋－转角－螺旋， 螺旋－环－螺旋 … …
注
本地 BLAST
信息整合
基因注释
释
转录因子功能注释
转录因子物理位置注释
生物功能信息
基本信息
QTL区域信息
数据收集
牛全基因组序列3.1版本 。（ ENSEMBLE ） 收集牛已知蛋白质序列2.7万条。
（ENSEMBLE） 获得由GENESCAN 预测蛋白质5.6万条。 与转录因子相关的基因信息4357条，
/DBD/index.cgi?About
/archaeatf/Homepage.php
/
http://dbtbs.hgc.jp/
➢ 顺式作用元件与反式作用因子
真核生物转录因子
物种 #转录因子
人
1790
猩猩
242
鼠
1305
鸭嘴兽 139
鸡
585
斑马鱼 874
果蝇
586
线虫
635
物种 #转录因子
拟南芥 1953
水稻
400
小麦
97
玉米
37
番茄
29
绿藻
90
红藻
10
酵母
322
－－收集于NCBI
原核生物转录因子
古细菌物种 #转录因子 细菌物种 #转录因子
可变剪切的影响
➢ 可变剪切不影响转录因子绑定形式
ENSBTAG00000005251产生了7个转录因子 每个转录因子只包含RING/U-box结构。
预测转录因子的注释
转录因子基本信息物理位置 转录因子家族信息 DBD信息 基因与转录本信息 基因结构与3D结构信息 GO信息 表型性状与QTL信息 序列信息
概要
❖ 背景知识 ❖ 材料与方法 ❖ 数据库构建与网页 ❖ 结果与讨论
预测转录因子的展示
C \S构架 动态网站 数据存储 ～ Mysql （5.0.18） 服务 ～ Apache （2.2.4） 界面 ～ Perl （5.8.7）
目的
全基因组范围完整注释的 牛转录因子库
概要
❖ 背景知识 ❖ 材料与方法 ❖ 数据库构建与网页 ❖ 结果与讨论
实现步骤
➢ 数据的收集 ➢ 转录因子的识别 ➢ 预测转录因子的注释 ➢ 预测转录因子的展示
技术路线
蛋白质二级结构 模型集
（ Pfam &SuperFamily）
已知转录因子集合
基因组，蛋白质组数据 HMMER 程序 预测转录因子集
转录因子存在的特性
1. 转录因子存在的普适性 2. 物种间的差异性 3. 与进化历史有一定关系
转录因子的作用
➢ 基因调控特别针对真核生物的多 级调控结构
➢ 基因调控网络 ➢ 辅助基因网络的推断
已有转录因子数据库
/cgi-bin/pub/databases/transfac/search.cgi
2000 1500 1000 500
0 0
genome-wide gene ~ TF's gene
5000 10000 15000 20000 25000 30000 genome genes
转录因子的可变剪切
➢ 有886个基因产生２个或２个以上的转录蛋白
1 个基因产生 ７个不同的转录因子 ３ 个基因每个产生 ６个转录因子 ９ 个基因每个产生 ５个转录因子 712 个基因每个产生 ２个转录因子
暖枝菌
8 紫色光合细菌 20
热变形菌
9 具核梭杆菌
2
常温泉古菌 15 乳酸球菌
1
嗜热菌
7 发光杆菌
7
超嗜熱菌
6 双叉杆菌
7
嗜盐杆菌 39 抗辐射细菌 17
古细菌
5子所占比例
－－J. L. Riechmann 2000 science.
生物进化历史
－－J. L. Riechmann 2000 science.
perl :: DBI 、perl :: CGI perl :: GD
数据表结构
TF_family 信息 Motif 信息
PDB 信息 TF 基本信息
转录和外显子信息
基因信息
注释信息 QTL 信息 序列信息
概要
❖ 背景知识 ❖ 材料与方法 ❖ 数据库构建与网页 ❖ 结果与讨论
结 果 （I）