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文档简介
绪论教学目标:明确动物学的概念,掌握动物学学习的目的、任务以及研究方法和分类知识。
教学重点:动物分类的知识。
教学难点:动物的命名。授课学时:2学时授课内容:第一节动物学的基本概念动物是属于生物界的主要成员之一,要了解动物学的定义,应首先了解生物的分界问题。一、生物的分界自然界是由生物和非生物两大类物质组成。生物是具有生长、发育、繁殖、遗传、变异和新陈代谢等特征的有机体。生物对外界刺激都能产生一定的反应和适应,并对环境产生一定的影响。目前已鉴定的生物约200万种,但实际生存的可能超过800万种。为了更好地认识、利用和改造如此浩繁的生物,长期以来生物学家们在生物的分界上做了大量的研究工作。最先是古希腊动物学家亚里士多德(Aristotle,公元前384-公元前322)把生物分成动物和植物两界。19世纪中叶,德国学者海克尔(Haeckel,1834-1919)把单细胞生物从动、植物界中分离出来,建立了原生生物界,从而使生物分成三界。20世纪60年代,魏泰克(Whittaker)又把细菌、蓝藻和真菌分别成立为原核生物界和真菌界,出现了五界分类系统。近年来,由于病毒又被划为独立的一界,于是就形成了现今生物分类的六界学说。二、动物学的定义和主要分科动物学是研究动物的形态、结构、分类、生命活动与环境的关系及发生发展规律的科学。动物学经历了两干多年的发展,至今已成了一门分支十分广泛的学科。但总的来说,有三大方面:其一是按研究的对象来分,则有原生动物学、昆虫学、鱼类学、鸟类学和兽类学等;其二按研究的方法、内容来分,则有动物形态学、动物分类学、动物生理学、动物生态学和实验动物学等;其三由于近数十年来各学科的迅速发展和相互渗透,从而出现了动物学第三方面的边缘学科,如生物统计学、生物化学、生物物理学、分子生物学、仿生学等,这些新兴的分科是生物学(包括动物学)中最活跃的领域。第二节动物学的目的、任务与研究方法一、学习动物学的目的和任务动物学是研究动物类群的形态结构、生命活动规律及其和周围环境之间关系的一门科学。研究动物学的目的主要在于揭示动物生命活动的客观规律,并利用这些规律来有效地改造、利用、控制动物界,使之更好地为发展社会主义经济,提高人民的生括水平服务。为此,从事动物学研究工作的人,不仅要使动物学得到不断的丰富和发展,而且要提供充分利用和保护动物资源的方法、途径和理论依据,使有益动物不断得到开发和利用,有害动物不断被控制。此外,动物学是生物科学的基础学科,学好动物学才能为生物科学的学习、研究和发展打下坚实的基础。二、动物学的研究方法自然界是一个互相依存、互相制约、错综复杂的整体,所以在研究自然界里的动物时,必须以辩证唯物主义的观点为指导。常用的研究方法主要有:(一)观察描述法是最简便的直观研究法,观察时必须细微,描述要真实,以便为有关研究积累可靠的第一手资料。(二)比较法通过对各类动物形态结构、生理特点、生活习性等多方面的对比研究,找出它们之间的异同,从而发现规律。(三)实验法在一定可控条件下,从事对动物生命活动的观察、研究。由于实验条件可能根据需要而改变,所以它比一般的观察更能揭示动物活动的实质,是科学研究中最常用的方法。(四)综合研究法动物学是一门综合性科学,只有运用多学科的知识,采用多种措施,进行综合研究,才能取得显著的研究成果和使研究向高深方向进展。第三节动物学发展简史动物学的建立和发展,与生产力的发展是紧密相关的。它是在漫长的历史中发展形成的。一、国外动物学简史国外动物学的发展起源于2000多年前古希腊的亚里土多德。他在《动物历史》一书中描述了454种动物,首次建立起动物分类系统,把动物分为赤血类和无血类,并使用了种、属等术语,同时在比较解剖学、胚胎学上也有巨大贡献,被誉为动物学之父。亚氏之后,欧洲进入“黑暗时代”,宗教的统治限制了各种学科的发展。直到15世纪前后,封建制度崩溃,进入文艺复兴时期,动物学才又有所发展。16世纪后,显微镜的发明对动物学的发展起了巨大作用,许多动物学方面的著作纷纷问世,尤以解剖学的发展更为突出。意大利的维萨留斯(Vesalius,1514—1564)、英国的哈维(Harvey,1578—1657)和荷兰的列文虎克(Leuwenhoek,1632—1723)等.对动物的细微结构都有卓越的贡献。英国的约翰·雷(J.Ray,1627一1705)对“种”提出了科学的概念,并把种作为最小的分类单位。18世纪,瑞典分类学家林奈(Linnaeus,1707—1778)创立了动物分类系统,他在《自然系统》一书中,把动物分为纲、目、属、种四个等级,并首创双名法,为现代分类学奠定了基础。法国博物学家拉马克(Lamarck,1744—1829)提出了物种进化的论点,并以“用进废退”和“获得性遗传”的学说来解释进化的原因。19世纪中叶,德国植物学家施莱登(Schleiden,1804—1881)和动物学家施旺(Schwann,1810—1882)创立了细胞学说,认为细胞是动、植物的基本结构单位。1859年,英国博物学家达尔文(Darwin,1809——1882)发表了《物种起源》一书,阐明种是不断地从简单到复杂,从低等到高等地向前发展的观点,并以环境的变化、生物的变异和自然选择来解释进化的原因。奥地利学者孟德尔(Mendel,1822-1884)用豌豆进行杂交实验,发现后代各相对性状的出现遵循着一定的比例,称孟德尔定律。这一发现和后来发现的细胞分裂时染色体的行为相吻合,成为摩尔根(Morgan,1866一1945)派基因遗传学的理论基础之一。从此,动物学走上了现代发展的道路。到20世纪50年代,在阐明了遗传物质DNA的双螺旋结构的基础上,建立了分子生物学,生物学的研究从此进入了全新的阶段。二、我国动物学的发展
我国古代动物学的发展较国外为早。公元前3000多年,我们的祖先就知道养蚕和饲养家畜。公元前2000年就有了记述动物方面的著作《夏小正》,“五月浮游出现,十二月蚂蚁进窝”就是其中对蜉蝣、蚂蚁生态观察的记实。远溯西周(公元前1027)的《尔雅》一书,有释虫、鱼、鸟、兽及畜等五章,可算是动物研究的最早记录、其他如《诗经》、《春秋》等,都有关于动物的事例。秦、汉时期(公元前221年),产生“五行”和“四灵”动物分类法。到魏、晋、南北朝(约220—-580)时,已开始编撰动、植物图谱,张华著的《博物志》中有不少动物方面的记述及养蜂方法的详细叙述,稽含著的《南方草木状》记载有广东柑农利用黄惊蚁扑灭柑橘害虫的事例------这是世界上第一个利用天敌扑灭害虫的典范。隋唐、五代时期(约581—959),陈藏器的《本草拾遗》详记了鱼的分类及不少其他动物名称。到宋、元(约960一1367)和明、清(约1368—1911)时期,博物学大有进展,除通志外,还有专刊。明代李时珍所著《本草纲目》一书,共52卷,记述动、植物、矿物2000余种,图1100余幅,其中有动物300多种。该书驰名中外,被国外译成多种文字,直到现在仍有参考价值。
在封建制度崩溃以后,我国进入半封建半殖民地时期,动物学和其他科学一样受到压抑。直到新中国成立后,生产关系发生了根本的变化,生产力得到了飞速的发展,动物学及生物学各分支学科才得到了全面的发展,进入了新阶段:除调整了原有研究机构外,还成立了许多有关动物学的专门研究单位;充实了有关高等院校动物方面的师资和设备;出版了许多学术刊物;组织各方面的动物学工作者进行了大规模的动物区系的资源调查和生态研究,制定了动物地理区划等,从而为合理利用、保护动物资源提供了理论依据;在此过程中,不少动物专著纷纷问世,细胞学、组织胚胎学、实验动物学等基本理论研究也取得了显著成绩,在蛋白质的人工合成方面还曾处于世界领先地位;此外,在防治人、畜寄生虫,驯化、饲养和水产养殖等方面也都取得了积极成效。总之,我国动物学的水平同先进国家的差距正在迅速缩小。尤其在中国共产党十三大后,许多新老学者和广大动物学工作者,都为振兴中华,实现四化,奋发工作,动物学也同其他学科一样,呈现出欣欣向荣、蓬勃发展的景象。
目前,动物学正向着宏观和微观两个方向发展。
微观方向已开始分子生物学和量子生物学等方面的探索和研究,这是一个新的领域,将是21世纪生物科学进军的主要目标。随着尖端生物学科的兴起和发展,人们已经越来越清晰地认识到生命现象最终都可以分解到分子甚至电子水平,进行物理、化学的分析。在分子生物学基础上发展起来的基因工程技术,可以借助生物化学手段把一种生物的遗传物质提取出来,在体外进行切割和重组,然后引入另一种生物体内,来改变或创造新的物种,并应用于农业和医学等方面为人类造福。
宏观方面以生态学为主,正向着应用生态学、环境生态学、地球生态学、海洋生态学和太空生态学的方向发展。为了促进动物学的发展和赶超世界先进科学水平,我们必须艰苦奋斗,努力学习,在动物学领域中做出新贡献。第四节动物的分类和命名一、动物分类的意义和依据内容
目前有描述过的动物近150万种。这样繁多的动物,如果没有一个完整的,能反映它们进化系统的分类法,就不可能正确地认识和区分它们,或更深入地掌握它们的发生发展规律。因此,正确地区别物种,建立起分类体系,不仅可以探索物种形成的规律,了解各种生物在生物界中所占地位及其进化的途径和过程,而且在生产实践中,如对有害动物的防除、有益动物的利用:良种繁育以及各类动物与人类的关系,有重要的意义。
动物分类的最初依据是形态上的特征,或习性上的某些特点。随着科学的发展,动物分类的依据,逐渐由形态、解剖、胚胎、生理、生态和地理分布等方面而深入到细胞学、遗传学、生物化学、数学等领域中,这更有助于分类上疑难问题的解决。
二、种的概念和分类等级
种或物种是分类系统上的基本单位,它是具有一定的形态和生理特征,以及一定的自然分布区的生物类群。一个物种中的个体,一般不与其他物种中的个体交配,或交配后一般不能产生有生殖能力的后代。物种是自然选择的历史产物。种是动物进化的连续性和间断性的统一形式。
种以下的分类单位有亚种。亚种是指种内个体在地理和生态上充分隔离后,形成的具有一定特征的群体,但仍属于种的范围,不同亚种之间可以繁殖。
动物分类阶元:为了将数量众多的物种,建立一个科学的系统,通常将相近的种归并为属,相近的属归并为科,相似的科归并为目;目以上的等级为纲、门,最高为界。有时为了更准确地表明动物间的相似程度,又可细分为亚门、亚纲、亚目、总科和亚科等。例如:动物界Animalia脊索动物门Chordata脊椎动物亚门Vertebrata哺乳纲Mammalia真兽咂纲,Eutheria食肉目CarnivQra犬科Canidae犬属Canis家犬Canisfamilaris
三、动物的命名
目前物种的命名,在国际上是用林奈(Linnaeus)首创的“双名法”,并规定用拉丁文或拉丁化的斜体文字表示。即每一个学名应包括属名和种名,属名在前,为单数主格名词,第一个字母大写;种名在后,多为形容词,第一个字母小写;命名人附在最后,第一个字母大写。如果种内有不同的亚种,则用三名法命名,即在种名后加上第三个拉了字或亚种名。例如,东亚飞蝗的学名为:LocustamigratoriamanilensisLinne四、动物的分门
目前动物界约分为约30个门,下面介绍的是比较常用的动物分类系统。1.原生动物门Protozoa……约30000种2.腔肠动物门Coelenteta…约9000种3.扁形动物门Platyhelminthes……约15000种4.假体腔动物门Pseudoeoclomata……约13000种5.环节动物门Annelida……约8700种6.软体动物门Mollusca……约100000种7.节肢动物门Arthropoda……约923000种8.棘皮动物门Echinodcrmata……约6000种9.半索动物门Hemichordata……约80种10.脊索动物门Chordata…约41210种第一章原生动物门(Protozoa)教学目标:掌握原生动物门的特征和草履虫形态结构及生理机能,明确原生动物是最原始、最低等的单细胞动物,基本掌握原生动物各纲的特征。
教学重点:原生动物为什么是最原始、最低等的一类动物。
教学难点:草履虫的形态、结构、生理机能。授课学时:4学时。教学内容:第一节
原生动物门的主要特征(重点)一、原生动物是世界上最原始、最低等的单细胞动物。其体型微小,一般长约30-300μm,最小的只有2—3μm(如利什曼原虫),最大的可达10cm左右(某些有孔虫)。二、原生动物的身体由单个细胞构成,除具有细胞质、细胞核、细胞膜等一般细胞的基本结构外,还具有一般动物细胞所没有的特殊细胞器(如胞口、胞咽、伸缩泡、鞭毛等),表现类似高等动物的各种生活机能,如运动、消化排泄、感应等。所以作为一个细胞来讲它是最复杂的,但作为一个动物来讲他也是最简单的。虽然某些原生动物的个体可聚合形成群体,但最多只有体细胞和生殖细胞的分化,还未出现组织、器官的分化,单个细胞均具有相对的独立性。三、原生动物的体表(也就是细胞的表面)具有细胞膜,细胞膜在有的种类极薄,不能使动物体保持固定的形状,身体的外形随里面细胞质的流动而不断改变,这种膜称为质膜。多数原生动物的体表有较厚且具有弹性的膜,能使动物体保持一定的形状,虽在外力压迫下改变了形状,但外力取消时,即可由弹性使虫体恢复原状,这种膜称为表膜。还有些原生动物的体表,形成了坚固的外壳,外壳有几丁质、矽质、钙质或纤维质等。四、原生动物的运动是通过鞭毛、纤毛、伪足等来完成的。营养主要有三种方式。有色素体的鞭毛虫,象植物一样通过光合作用,制造营养物质,进行光合营养(Phototrophy);变形虫等靠吞噬其他生物或有机碎屑为食的,进行吞噬营养(Phagotlophy);寄生种类则借助体表的渗透作用,吸收周围的可溶性有机物,进行渗透营养(osmotrophy)。原生动物的呼吸主要是通过体表直接与周围的水环境进行的,并通过体表和伸缩泡(contractilevacuole)de)排出部分代谢废物。五、原生动物的生殖多种多样,分为无性生殖和有性生殖。无性生殖又有四种方式,包括二裂(有纵二分裂和横二分裂两种)、复分裂、出芽、质裂等。有性生殖包括配子生殖(同配生殖、异配生殖)、接合生殖(纤毛虫特有的)等。六、包囊和适应:许多原生动物在生活环境恶化或某些未明的原因时,其体表能分泌出一些物质,把自身包裹起来,不吃不动,形成所谓的包囊,以保证自身度过干燥、严寒、酷暑等不良环境,且又易被风带到其他地方。因此原生动物的分布广泛,海水、淡水、潮湿土壤中均有,并有许多寄生种类。第二节原生动物门的分类原生动物在五界系统中属于原生生物界。一般认为原生动物约有3万多种,也有的人认为有4.4万种,其中化石种类2万种,营自由生活的1.7万种,寄生的约0.68万种。原生动物的分类较为复杂,本教材中仅介绍其中最重要的四个纲。(一)鞭毛纲(Mastigophora)1.代表动物—眼虫(Euglena)眼虫生活在有机质丰富的水沟、池沼或积水中,其单细胞的动物体内含有大量的叶绿体。在温暖季节可大量繁殖,使水呈绿色。虫体梭形,长约60μm,前端钝圆,后端尖。整个体表覆有具弹性的表膜,并带有由表膜沟和嵴交替排列形成的斜纹,从而使眼虫保持一定形状,又能做收缩变形运动。表膜斜纹是眼虫科的特征,其数目多少是种的分类特征之一。虫体中部稍后有一个核,大而圆,生活时是透明的。体前端有一胞口(Cytostome),其不能进食,只排出多余的水份。向后连一膨大的储蓄泡(reservior)。从胞口中伸出一条鞭毛(flagellum),鞭毛是细胞表面能动的突起。鞭毛下连两条轴丝,各与储蓄泡底部的一个基体(basalbody)相连,从一个基体连一细丝状根丝体(rhizoplast)至细胞核,这说明鞭毛受核控制。眼虫就借鞭毛的摆动进行运动。在储蓄泡旁还具有一个伸缩泡和一个红色的眼点(stigma),伸缩泡起调节水分平衡,排出代谢废物的作用。眼点由埋在五色基质中的类胡萝卜素组成。靠近眼点近鞭毛基部有一膨大部分,能接受光线,称光感受器(photoreceptor)。眼点和光感受器普遍存在于绿色鞭毛虫体内,这与它们进行光合作用的营养方式有关。另外眼虫的细胞质内还具有叶绿体,其形状、大小、数量及其结构是眼虫属、种的分类特征。原生动物的三种营养方式在绿眼虫都具有。副淀粉粒是眼虫类特有的,与淀粉相似,但与碘作用不呈紫兰色,其形状大小也是分类依据。绿眼虫在有光时,能利用光合作用放出的氧进行呼吸作用,利用呼吸作用产生的二氧化碳进行光合作用;无光时,则通过体表吸收水中的氧,排出二氧化碳等代谢废物。绿眼虫一般行纵二分裂生殖,这是鞭毛虫纲的特征之一。在环境不良时,虫体变圆,分泌一种胶质形成包囊,将自己包裹起来。当环境适合时,虫体先进行多次纵分裂,最多可形成32个小眼虫,然后破囊而出。这是绿眼虫对度过不良环境的适应。2.鞭毛纲的主要特征一般以鞭毛为运动器,通常1-4条或6—8条,少数种类具有较多的鞭毛。营养方式多种多样,有光合营养、渗透营养、吞噬营养等,后两种也称异养。其生殖方式中,无性生殖主要为纵二裂(绿眼虫),出芽(夜光虫);有性生殖主要有同配生殖(盘藻虫),异配生殖(团藻虫)。在环境不良时,一般能形成包囊。3.鞭毛纲的重要类群鞭毛纲已知约有2000种,依营养方式不同可分为2个亚纲。(1)植鞭亚纲(phytomastigina)一般具色素体,能进行光合作用。无色素体的种类,其结构也与有色素体种类相似,只是在进化进程中失去了色素体。自由生活在海水或淡水中,种类多,形状各异,单体或群体。绿眼虫即属此亚纲。本亚纲生物在“植物界”中属于裸藻门、绿藻门、甲藻门等。盘藻(Gonium)由4—16个个体排在一个平面上组成盘状群体。各具二根鞭毛,有纤维素细胞壁,有色素体,都能独立地进行营养和繁殖。团藻(Volvox)由成千上万个个体构成一空心球形,只有一层,彼此有原生质桥相连,有分支。多为营养个体,少数为生殖个体(有形成卵和精子的两种),精卵结合后发育成一新的群体。其对分析和了解多细胞动物的起源很有意义。另外还有生活在海水中的夜光虫(Noctiluca)、沟腰鞭毛虫(Gonvaulaxspp.)和裸甲腰鞭毛虫(Cymnodiniumspp.)等。当在海洋中大量繁殖,并密集在海面上时,可造成自身缺氧死亡,并分解放出有机物,使海面呈暗红色,还发出臭味,即产生所谓的“赤潮”,对渔业危害很大。此外钟罩虫、尾窝虫(Uroglena)、合尾滴虫(Synura)等都能使淡水发生恶臭或鱼腥味,造成水源被污染。但大多数本纲动物是浮游生物的组成部分,可做鱼类的天然饵料。(2)动鞭亚纲(Zoomastigim)一般无色素体,不能自己制造食物,异养,自由生活或寄生。利什曼原虫(leishmania)虫体很小,寄生于人体的有三种,我国流行的是杜氏利什曼原虫(L.donouani),它能引起黑热病,故也叫黑热病原虫。其生活史分为两个阶段,是寄生在人或狗体内的巨噬细胞中,称为无鞭毛体(Amastigote)。巨噬细胞由单核血细胞形成,位于肝脾,淋巴结和骨髓中。无鞭毛体以巨噬细胞为食,长大后不断分裂(二分裂)。当繁殖到一定数量时,巨噬细胞破裂,无鞭毛体出来又侵入其他巨噬细胞。如此引起大量巨噬细胞破坏死亡,故患者肝、脾肿大,造成贫血而死亡,死亡率可达90%以上,为我国五大寄生虫病之一。另一阶段寄生在白蛉子体内,当吸血昆虫白蛉子叮人时,无鞭毛体(长约2~3μm)即进入其消化道内,并发育为前鞭毛体(Prcamstigote,长约15—25μm)。当白蛉子再叮人时,就将原虫注入其他人体内,故黑热病主要是通过白蛉子传染的。(二)肉足纲(Sarcodina)1.代表动物—大变形虫(Amoebaproteus)大变形虫生活在清水池塘或水流缓慢的浅水中,浸没于水中的植物或其他物体的粘性沉渣中,在富生藻类的浅水中分布较多。变形虫最大的特点之一是体型可随原生质的流动而经常改变,故此得名。变形虫结构简单,体长约200~600μm,体表为一层极薄的质膜。质膜之下为一层外质(Ectoplasm),其特点是无颗粒,均质透明。外质之内为内质(Endoplasm),其特点是具颗粒,可流动,不透明,其中有扁盘形的细胞核、伸缩泡、食物泡等。内质又可分为凝胶质(Plasmagel)和溶胶质(Plasmasol),前者位于外层相对固态,后者位内部呈液态。内质中有一泡状结构的伸缩泡,无固定位置,外有一层单位膜,膜外围绕许多小泡。再外有一圈线粒体,其主要功能是通过有节律地膨大、收缩,排出体内过多的水分和代谢废物,以调节水分平衡。变形虫呼吸作用所需的氧和排出的二氧化碳,主要是通过体表进行的。变形虫在运动时,由体表任何部位都可形成临时性的原生质突起,因可随时形成,随时消失,故称为伪足(Pseudopodium)。这是临时性的运动器,形成时外质向外突出呈指状,同时凝胶质转变为溶胶质流入其中,当流到临时突起前端后即向外分开,接着又变为凝胶质。同时后边的凝胶质又转变为溶腔质,不断向前流动,这样虫体就不断向伪足伸出的方向移动,这种现象称变形运动。另外伪足还有摄食的作用,变形虫主要以单细胞藻类和小型原生动物为食。在运动过程中,如接触到食物,就伸出伪足从四面包围,将食物连同部分水分一起裹进细胞内形成食物泡,这种摄食方式叫吞噬作用(Phagocytosis)。接着食物泡与质膜脱离进入内质中,井随内质流动,食物泡和溶酶体融合并消化食物,整个过程均在食物泡中进行。已消化的食物进入周围的胞质中,不能消化的残渣随虫体的前进,相对地留在后端,最后通过质膜排出体外,这种现象称为排遗。此外变形虫还能摄取一些液体食物,如在含有蛋白质、氨基酸或某些盐类的液体环境中。这些分子或离子吸附到变形虫质膜表面后,使膜发生反应凹陷下去形成管道,然后在管道内断裂形成一些液泡,将吸附物包裹其中移到细胞质中,这些液泡和溶酶体结合形成多泡小体,经消化后营养物质进入细胞质.这种现象很象饮水一样,故称为胞饮作用(Pinocytosis)。变形虫只进行无性繁殖,一般为二分裂繁殖。2.肉足纲的主要特征伪足是本纲动物运动、摄食的细胞结构,依其形态结构的不同,可分为以下四种:①叶状伪足(Lobopcdium),较宽扁,呈叶状或指状,如变形虫、表壳虫;②丝状伪足(Filopodium),多由外质形成,细丝状,一般不分枝,如鳞壳虫;③根状伪足(Rhizopodium),细丝状,分支吻合成网状,如有孔虫。④轴伪足(Axopodium),细长,中央有由微管组成的富于弹性的轴丝.形状较固定.如太阳虫.放射虫。体表无坚韧的表膜,仅有极薄的质膜。细胞质常分化为明显的外质和内质。内质又分为凝胶质和溶胶质,且可相互转换。虫体有的裸露,有的质膜外具石灰质或几丁质或矽质外壳。通常为二分裂繁殖,除有孔虫和放射虫外,一般不行有性生殖,形成包囊者极为普遍。广泛生活于淡水、海水中,也有寄生种类。3.肉足纲的重要类群肉足纲已知约8000多种,与人关系密切的如痢疾内变形虫(Enmmoebahistolytlca),也叫溶组织阿米巴。痢疾内变形虫寄生在人的肠道里,能溶解肠壁组织引起痢疾。其形态按其生活过程可分为三型:大滋养体、小滋养体和包囊。所谓滋养体多指原生动物摄取营养的阶段,能活动、摄取养料、生长和繁殖,是寄生原虫的寄生阶段。痢疾内变形虫的大、小滋养体结构基本相同,不同的是大滋养体个大,运动较活泼,能分泌蛋白分解酶,溶解肠壁组织。而小滋养体个小,运动较迟缓,不侵蚀肠壁,以细菌和霉菌为食。包囊指原生动物不摄取养料的阶段,周围有囊壁包围,抵抗不良环境能力强,是原虫的感染阶段。痢疾内变形虫的包囊,新形成时是一个核,核仁位于正中,以后核经2次分裂形成2个核、4个核。4个核的包囊是感染阶段。包囊经口感染宿主后,在肠液的作用下,壁变薄,虫体破囊页出,分裂成4十小滋养体寄生于肠腔中。当宿主健康时,小滋养体经一段时间形成包囊随粪便排出体外;当宿主体弱时,小滋养体可变为大滋养体破坏肠壁,吞食红细胞和组织细胞。由于肠壁和血管均被破坏,故有出血现象。大滋养体一般不直接形成包囊,而是再度转变为小滋养体。大滋养体还可随血流至肝、肺、脑、心各处,造成溃疡和脓肿。管理好粪便、保护水源,注意饮食卫生,消灭传播包囊的昆虫,是预防本病的关键。(三)孢子纲(Sporovoa)1.代表动物——间日疟原虫(plasrnodiumvivaxGrassi&Feletti)疟原虫能引起疟疾,有些地方叫“打摆子”,是我国五大寄生虫病之一。寄生在人体的疟原虫主要有间日疟原虫、三日疟原虫、恶性疟原虫和卵形疟原虫4种。它们遍布全世界,我国以间日疟和恶性疟(瘴气)最为常见,由于生活史相似故以间日疟为例简述如下:间日疟原虫有人和按蚊2个寄主,生活史复杂,有世代交替现象。无性世代在人体内,有性世代在某些雌按蚊体内进行,借某些雌按蚊传播。裂体生殖在人体内进行。当传染了疟原虫的雌按蚊吸人血时,疟原虫的子孢子即随蚊唾液进入人体血液中。半小时后进人肝细胞进行裂体生殖,形成数万圆形裂殖子,侵入红细胞后继续裂体生殖,发育成戒指形的小滋养体(环状体),其长大后发育成大滋养体,并继续分裂成16个核时,停止分裂,此时称裂殖体。子核分裂最终形成16个裂殖子,充斥红血细胞内使细胞破裂,裂殖子散人血浆各自侵入其他红细胞再次裂体生殖。当每次红细胞大量破裂,裂殖子及疟色素等代谢产物进入血液时,患者先寒后热盗汗,此过程在间日疟48h一次,三日疟需72h,恶性疟需36-48h。配子生殖部分进入红细胞的裂殖子发育为大,小配子母细胞,被吸入蚊胃后先分别发育为大、小配子,并在蚊胃中融合为合子。如未被蚊吸去,则停止发育的大、小配子母细胞.在1-2个月内被白细胞吞噬或变性。孢子生殖合子形成几小时后,在蚊胃基膜与上皮细胞之间发育为圆形的卵囊。其核和胞质经多次分裂,形成数万子孢子。子孢子成熟后逸出散人血腔中,并进入唾液腺。在蚊叮人时,子孢子又进入另一人体,进行下一周期。疟原虫对人危害很大,能大量破坏红细胞,造成贫血,使人肝脾肿大,并能损害脑组织,严重影响人的健康,甚至造成死亡。2.孢子纲的主要特征本纲动物都是寄生种类,无运动器或只在生活史一定阶段有,异养,生活史复杂,有世代交替现象。无性世代在脊椎动物(或人)体内,有性世代在无脊椎动物体内。有些种类在同一寄主体内进行。先是无性的裂体生殖,再是有性的配子生殖,最后是无性的孢子生殖。3.孢子纲的重要类群球虫。粘孢子虫。(四)纤毛纲(Ciliata)(重点)•
代表动物——大草履虫(ParameciumcaudatumEhrenberg)生活在有机质丰富的污水沟或池塘中,形似倒置的草鞋,前端钝圆,后端稍尖,长约150—300μm,肉眼隐约可见。全身长满了纵行排列的纤毛,从体前端开始有一斜沟伸向体中部,沟端有口,故称口沟。游泳时,全身纤毛有节奏地摆动,使虫体旋转向前进,为什么?虫体表面为表膜,其内的细胞质分化为内质和外质。表膜由三层膜构成,最外一层在体表和纤毛上是连续的;最里面一层和中间层膜在纤毛基部附近形成一对表膜泡,即增加了表膜的硬度,又不影响虫体的局部弯曲,还可起缓冲作用。表膜下还有一层与表膜垂直排列的刺丝泡(trichocyst),其囊状,有孔和表膜相通。受刺激时可射出内容物,其遇水成为细丝,可能有防御作用。口沟内侧有波动膜,摆时可使食物随水流进入胞口,然后经胞咽通入内质,形成食物泡。食物泡在胞质中循一定路线环流,在此过程中与溶酶体融合,在食物泡内进行消化,不能消化的残渣由身体后部的胞肛排出。在内、外质之间有前后两个伸缩泡,每个伸缩泡有6—1l条放射状排列的收集管,收集管与内质网相通。在收集管和伸缩泡上均有收缩丝,其收缩使内质网收集的水分和可溶性代谢废物,通过收集管进入伸缩泡,再由表膜上固定的小孔排出体外。前后两个伸缩泡及伸缩泡和收集管均交替收缩,以调节水分平衡。大草履虫有一大核,一小核。大核是营养核,肾形,为多倍体;小核为生殖核,圆形,位于大核凹陷处。呼吸作用主要是通过体表吸人氧气,排出二氧化碳。通常行横二裂生殖,条件好时每天可分裂1—2次,有时也可进行接合生殖,以增加生活力。2.纤毛纲的主要特征一般体表终生具纤毛,并以纤毛运动。纤毛的结构与鞭毛相同,但较短,数量也较多,运动时节律性强。纤毛可成排分散存在,也可由多数纤毛粘合成小膜,排列在口的边缘,称小膜带;也可由一单排纤毛粘合形成波动膜;还可成簇粘合成束称棘毛。纤毛虫是所有原生动物中结构最复杂的:具表膜下纤毛系统,细胞核一般分为大、小核,多具摄食的胞器。无性生殖为横二分裂,有性生殖为接合生殖。3.纤毛纲的常见种类小瓜虫(Ichyophthirius)。钟虫(Vorcticella)。车轮虫(Trichodina)。第二章多细胞动物的起源第三节动物的繁殖和发育教学目标:掌握多细胞动物个体发育的各个阶段,知道多细胞动物起源于单细胞动物的证据,了解个体发育和系统发展的关系及多细胞动物起源的学说。
教学重点:多细胞动物个体发育的过程。
教学难点:多细胞动物胚胎发育的各阶段。授课学时:1学时教学内容:一、繁殖动物产生后代的现象称之为繁殖。繁殖不仅使个体数量增加,更重要的是保持种群的延续。繁殖力的大小,取决于该种动物每年生殖的次数,每次产子数量,性成熟速度以及处于各发育时期个体数之比等。一般地说,低等动物寿命短,死亡率高,繁殖力大;高等动物寿命长,死亡率低,而繁殖力小。动物的繁殖方式多种多样,一般是随着动物的进化而发展的,由简单到复杂,由低级到高级,由无性到有性,由有性的同配到异配。概括起来,可分为无性繁殖和有性繁殖两大类。(一)无性繁殖是不经过生殖细胞的结合,由亲体直接产生子代的最简单的繁殖方式。这种方式多见于低等动物。1.分裂生殖即亲体通过细胞核和细胞质的分裂,形成两个或两个以上的新个体。形成两个相等的新个体的,称为二分裂(包括横二裂和纵二裂);形成多个新个体的,则称复分裂。前者如草履虫、绿眼虫,后者如放射虫。2.出芽生殖以出芽方式由亲体产生芽体,再与亲体分离,发育成新个体,或不与亲体分离,而形成群体。如水螅类及其他腔肠动物。3.孢子生殖即由母体产生许多孢子,不经结合而直接形成新个体。为孢子虫所特有的生殖方式。4.再生即动物体一部分在损坏、脱落后,重新恢复其所丧失的部分,以保证其个体的完整性。如水螅及扁形动物等。(二)有性繁殖是由雌雄细胞结合而产生新个体的生殖方式。由于有性生殖的新个体,从亲代双方获得不同的遗传特性,而有更强的生命力。1.配子生殖动物进行有性生殖时,所产生的性细胞称为配子。经异性配子的结合而产生新个体的方式,称配子生殖。如两个结合的配子,形态大小相同,仅在生理上有区别的,称为同配生殖;而配子的形态大小和生理上,都不相同的,称为异配生殖。例如,大多数动物的雌性配子为卵子,雄性配子为精子。卵子和精子,分别由雌性成体和雄性成体产:生,叫雌雄异体;卵子和精于都由同一成体产生,叫雌雄同体。前者为异体生殖和体内受精,也有少数为体受精的;后者为同体生殖或异体生殖,多为体内受精。2.接合生殖为原生动物中纤毛虫所特有的一种有性生殖现象,接合时,两个个体以口沟部分相接合,表膜溶解,细胞质通连,小胞核交换,相互融合。两虫体分开后,各自分裂增殖。除上述无性和有性两类繁殖方式外,还有几种特殊方式:孤雌生殖又叫单性生殖,即雌性所产生的卵,不经受精能直接发育成新个体。如轮虫、蚜虫等。在蜜蜂中,蜂王产的不受精卵发育成雄蜂,也是一种孤雌生殖。幼体生殖动物个体未成熟期或幼体阶段,即能进行繁殖,如昆虫的一种瘿蝇等。世代交替无性生殖和有性生殖交替出现。而又较有规律性,如腔肠动物中的某些种类等。总之,动物在长期发展过程中,适应其特殊的生活环境,而产生了多种繁殖方式。但大多数动物只有—种生殖方式,少数兼有两种或有世代交替。二、发育在动物的生活史中或演化过程中,形态、结构和机能由简单到复杂的变化过程叫发育。因此,发育可分为个体发育和系统发育。有性繁殖的多细胞动物,其个体发育全过程,可分为胚前期、胚胎期和胚后期。(一)胚前期此期发育始于精、卵细胞的产生,终于其成熟。精(卵)原细胞通过多次有丝分裂,数量不断增殖,进入生长期,精(卵)细胞体积增大成为初级精(卵)母细胞。精(卵)母细胞在生成过程中,必须经两次连续的成熟分裂,才能形成成熟的精子或卵子。一般地说,第一次成熟分裂为减数分裂形成两个次级精母细胞,或一个大的次级卵母细胞和一个小的第一极体,第二次成熟分裂为均数分裂,形成四个形态大小相同的精细胞,再转化为精于,而卵细抱只有一个大形的卵子和三个小形的极体。成熟的精子大都呈蝌蚪形,分为头、体、尾三部,体积极小,对同种卵细胞及其分泌物,表现有趋向性。成熟的卵子大多呈圆形,体积远较精子为大,富有营养物质或卵黄,但无活动能力。(二)胚胎期多细胞动物的胚胎发育很复杂,不同类的动物,胚胎发育各有其特点,但在胚胎发育过程中,有几个相同的阶段。1.受精精子与卵子结合为一个细胞称受精卵或叫合子.这个过程就是受精。受精卵(合子)是新个体发育的起点,2,卵裂受精卵的分裂称为卵裂。它是一种特殊的分裂方式,即在每次分裂之后,未到新细胞长大就继续不断地分裂下去,因此分裂成的细胞就越来越小,这些细胞叫做分裂球。由于不同类动物卵细胞内卵黄多少和其在卵内分布情况的不同,卵裂的方式也不同。完全卵裂整个受精卵都进行分裂。卵黄少而又分布均匀,形成的分裂球大小相等的叫等裂,如海胆、文昌鱼。如卵黄在卵内分布不均匀,形成分裂球大小不等的叫不等裂,如海绵动物、蛙类。不完全分裂仅受精卵—部分发生分裂。卵黄多,分裂只限于不含卵黄一端的nI叫盘裂,如乌贼、鸡。分裂只限于卵表面的叫表裂,如昆虫卵。各种卵裂的结果,其形态虽有差别,但都进入下一发育阶段。3.囊胚的形成卵裂后分裂球形成中空的球状胚,称为囊胚。囊胚中间的空腔叫囊胚腔。囊胚壁的细胞层叫囊胚层。4.原肠胚的形成囊胚进一步发育形成原肠胚,出现了内、外两胚层和原肠腔。原肠胚形成在各类动物有所不同,形成的方式有:内陷由囊胚的植物极细胞向内陷入,最后形成二层细胞,在外面的细胞层叫外胚层,向内陷入的细胞层叫内胚层。内胚层所包围的腔,将形成未来的肠腔,故称为原肠腔。原肠腔向外的通口称为原口或胚孔。如海星原肠的形成。内移由囊胚一部分细胞移入内部形成内胚层。开始移入的细胞充满了囊胚腔,以后逐渐形成内胚层和出现了原肠腔,最后在胚的一端开一胚孔。如某些腔肠动物的原肠形成。内转由盘裂形成的囊胚,分裂的细胞由下面边缘向内转,伸展成为内胚层。外包植物极细胞由于卵黄多分裂慢,动物极细胞卵黄少分裂快,结果动物极细胞逐渐向下包围了植物极细胞,形成为外胚层。内部的植物极细胞形成为内胚层。如许多软体动物和蛙的原肠胚的形成。分层囊胚的细胞分裂时,细胞沿切线方向分裂,这样向着囊胚腔分裂出的细胞为内胚层,留在表面的一层为外胚层。以上原肠胚形成的几种方式,常有综合出现现象,最常见的是内陷与外包同时进行,内移与分层相伴而行。5.中胚层及体腔的形成从扁形动物开始,在内、外胚层之间,出现了中胚层。中胚层形成的方式主要有两种:(1)端细胞法在胚孔的两侧,内、外胚层交界处各有一个细胞分裂成囊状的细胞团,伸入内、外胚层之间,成为中胚层细胞。在中胚层之间形成的空腔即为真体腔。这种体腔是在中胚层细胞之间裂开而形成的,因此又称为裂体腔。这样形成体腔的方式又称为裂体腔法。原口动物都以此法形成中胚层和体腔。胚胎发育的后期,由原肠期的原口直接发育为动物的口,这样的动物叫原口动物。(2)体腔囊法在原肠背部两侧,内胚层向外突出成对的囊状突起叫体腔囊,体腔囊逐渐扩展并脱离原肠,形成中胚层及所包围的体腔,称体腔囊法。因为体腔来源于原肠背部两侧,所以又称为肠体腔法。后口动物多以此法形成中胚层和体腔。胚胎发育的后期,原口发育为动物的肛门,而原口相对的一端重新开口形成动物的口,这样的动物叫后口动物。(三)胚后期包括幼体的生长发育、性成熟、衰老直到死亡的整个生命时期。根据幼体形态结构、生活习性与成体的差异程度,将胚后发育分为两大类型。1.无变态发育又称直接发育,即幼体出生后,其形态结构和生活习性与成体大致相同,且不经过明显的变化,直接成长为成熟个体。例如某些低等昆虫及高等动物。2.变态发育又称间接发育,即幼体必须经过外部形态、内部结构和生活习性等一系列的变化后,才能发育为成体。这种发育变化叫变态。例如,多数昆虫及蛙类等。三、生物发生律生物发生律又叫重演律,是德国博物学家赫克尔(Hackel1834—1919)根据动物形态学和胚胎学的研究,而创立的一种理论。1866年,他在《普通形态学》一书中说:“生物发展史可分为两个相互密切联系的部分,即个体发育和系统发育(动物的进化过程),也就是个体的发育史和由同一起源所产生的生物群的发展历史。个体发育史是系统发展史的简单而迅速的重演。”例如青蛙的个体发育,由受精卵开始,经过囊胚、原肠胚、三胚层的胚,-再经过无腿蝌蚪,有腿蝌蚪,到成体青蛙。这反映了它在系统发展过程中经历过像单细胞动物、单细胞的球状群体、腔肠动物、原始三胚层动物、低等脊椎动物、鱼类动物,发展到两栖动物的基本过程,说明了蛙的个体发育重演了其祖先的进化过程,也就是说个体发育简短重演了它的系统发展,即其种族发展史。生物发生律对了解各动物类群的亲缘关系及其发展线索极为重要。因而对许多动物的亲缘关系和分类位置不能确定时,常由胚胎发育得到解决。生物发生律是一条客观规律,它适用于整个生物界。当然不能把“重演”理解为简单机械的重复。个体发育和系统发展是辩证统一的关系,系统发展通过遗传决定个体发育,个体发育不仅简短重演系统发展,而且也会出现新的变异,又能补充和丰富系统发展。两种发育过程又都受环境的影响。第三章腔肠动物门(Coelenterata)(3学时)教学目标:掌握腔肠动物门的主要特征和水螅的形态、结构及生理机能,了解腔肠动物各纲的特征及重要类群,认识腔肠动物在演化上的意义。
教学重点:水螅体壁的各种细胞的结构和功能。
教学难点:海产腔肠动物发育的世代交替现象。授课学时:3学时。教学内容:第一节腔肠动物门的主要特征(重点)腔肠动物是第一类真正的后生动物,它是处在细胞水平上的最原始的多细胞动物。在进化中占重要的地位,为低等后生动物。所有其他后生动物都是经这个阶段发展起来的。其具体特征如下:1.辐射对称(Radialsymmetry)即从口面到反口面通过其体内的中央轴可以有许多个切面把身体分成2个相等的部分,这是一种原始的低级的对称形式。其只有上下之分,无前后左右之分,这是对水中固着或漂浮生活的一种适应,可利用其辐射对称器官从周围环境中摄取食物或感受刺激。在此基础上有些种类已发展为两辐对称,如海葵等。这是介于辐射对称和两侧对称之间的对称形式,即通过身体的中央轴,只有两个切面可以把身体分为2个相等的部分。2.两胚层及原始的消化腔本门动物是真正的具两胚层的运动,而海绵动物从发生上看只能称为是两层细胞。在内、外胚层之间还有由它们分泌形成的中胶层,因种类不同,中胶层的厚薄也不同,象水螅类就较薄,而水母类就较厚。并有由内、外胚层细胞及中胶层构成的体壁所围成的腔,即胚胎发育中的原肠腔,因具有消化的功能,故叫做消化腔。消化后的食物颗粒经循环流动,可被某些内胚层细胞吞人,进行细胞内消化。可见腔肠动物具有细胞外和细胞内两种消化方式。由于消化腔又能将营养物质输送到身体各部分,所以又称为消化循环腔(Gastrovascularcavity)。该消化腔具有许多原始的特征,即有口无肛门,消化后的残渣仍由口排出体外,口为胚胎发育时的原口。3.细胞与组织分化腔肠动物不仅已分化出具各种不同形态功能的细胞,而且已分化出原始的组织。主要是上皮组织的分化,其不但构成了个体的内外表面,还分化出了感觉细胞,消化细胞等。而且在上皮细胞内还含有肌原纤维,使其兼有上皮和肌肉的功能,故又称为上皮肌肉细胞(Epitheliomuscularcell),简称皮肌细胞。皮肌细胞中间有特殊的刺细胞,故腔肠动物门又称刺细胞动物门。4.原始的神经系统—神经网(Nervenet)腔肠动物的神经系统基本上是由二极和多极的神经细胞组成,它们都具有形态上相似的突起,可由突起相互连接,形成一个疏松的网,即神经网。这些神经细胞又与内、外胚层的感觉细胞,皮肌细胞等相联系,当感觉细胞感受到刺激后,经神经细胞的传导,皮肌细胞的肌纤维收缩产生动作,这样就形成了神经肌肉体系(Neuromuscularsystem)。这种体系能对外界的光、热、化学的、机械的、食物等刺激产生有效的反应,但由于无神经中枢,故神经的传导一般是无定向的,即扩散神经系统(Diffusenervousstem)。同时神经的传导速度也很慢,如海葵的传导速度仅为12-15cm/s,而人的可达12500cm/s。所以神经网是动物界最简单,最原始的神经系统。5.水螅型或水母型这是腔肠动物基本的体型。水螅型圆筒状,口向上,中胶层较薄,有的有石灰质骨胳,出芽生殖,为无性世代,适应固着生活。水母型圆盘状,口向下,中胶层较厚,进行有性生殖,为有性世代,适应漂浮生活。若将水母型向上翻,使其口向上方,就可看出水螅型和水母型的基本结构是一样的,只是水母型较扁平。6.生殖和世代交替腔肠动物的生殖有无性的,也有有性的。无性生殖多为出芽生殖,有时芽体长成后仍不脱离母体而构成复杂的群体;有性生殖为异配生殖,多数种类雌雄异体。其性细胞是由间细胞形成的,可能起源于外胚层或内胚层。许多海产种类在个体发育至原肠胚期时,出现体表长满纤毛的能游动的浮浪幼虫(Planula),浮浪幼虫游动一段时间后,沉人海底,附着在固体物上,再发育成新的个体。另外有些种类生活史中有明显的无性世代(水螅体)和有性世代(水母体)交替出现的现象,称为世代交替,详情见后面水螅纲和钵水母纲中的叙述。
第二节代表动物—水螅(Hydra)水螅生活在淡水中,在水流较缓水草丰富的清水或池塘中,特别是洁净而骚扰少的池塘中,分布广,易采集和培养。但由于近年来环境的污染变化,城市附近已很难采集到。(板书图示水螅结构,图6-1)水螅的身体管状,封闭端为基盘(Pedaldisk),上有能分泌粘液的腺细胞,并借此附着于水草或其他物体上。游离端有一关闭时呈星形的口,口周围有一圈细长的触手(Tentacle),一般5—12条,呈辐射状排列,主要为捕食和运动器官。口周围与触手相通,经口与外界相通,叫做消化循环腔。水螅无骨胳,这便于将身体和触手伸得很长,并可向任何方向慢慢弯曲和摆动。水螅就是借助触手和身体的弯曲作尺蠖样运动或翻筋斗运动。如遇刺激水螅可把全身缩成一团,这是水螅最显著的特征之一。水螅的体壁由一层具保护和感觉功能的外胚层细胞,以及一层具营养功能的内胚层细胞构成,两层细胞之间是非细胞结构的中胶层。中胶层中除了含有一些分散的神经细胞外,不含游走细胞或其他细胞,这一点与海绵中胶层不同。外胚层已分化出外皮肌细胞,腺细胞,感觉细胞,神经细胞,间细胞和刺细胞。其中皮肌细胞数目最多,排列紧密,其基部伸出与身体长轴平行的伪足状的肌纤维,收缩时可使身体或触手变粗变短。腺细胞(Glandcell)身体各处都有,以基盘和口周围最多,能分泌粘液润滑食物和使其在物体上滑行或固着,也可分泌气体并由粘液裹成一气泡,使水螅在水面户漂浮(此时口向下,基盘向上)。刺细胞(Cnidoblast)遍布体表,以触手上最多,为腔肠动物所特有的细胞,其内有刺丝囊,贮存有毒液和盘曲的刺丝,细胞上端有一毛状原生质突起,称刺针。当受到刺激时,刺细胞发生反应,将刺丝向外翻出,就像手套的指端从内向外翻一样,以防御敌害或捕捉猎物。感觉细胞(Sensorycell)分散在皮肌细胞之间,口、触手和基盘处较多,体积较小,细胞质浓,端部有感觉毛,基部与神经相连。神经细胞(Nervecell)位于外胚层细胞基部,由突起连接成神经网,传导刺激向四周扩散,并引起全身收缩。间细胞(Interstitialcell):是位于皮肌细胞之间的小型胚胎性细胞,成堆排列,可分化成刺细胞和生殖细胞等。中胶层位于内、外胚层之间,为薄而透明的胶状物质,在身体和触手上都是连续的,皮肌细胞的突起也伸人其中,起连接内、外胚层和支持身体的作用。内胚层已分化出内皮肌细胞,腺细胞,间细胞和少量感觉细胞。其中后两种细胞同外胚层的相似。腺细胞分散于内胚层各部分,长而大,在垂唇处的可分泌粘液,润滑食物便于吞咽;在消化循环腔内的可分泌消化酶行细胞外消化。内皮肌细胞长而大,具营养和收缩机能。细胞顶端有1—5条鞭毛,能摆动水流,同时伸出伪足吞食食物行细胞内消化。内皮肌细胞基部有沿体轴或触手中心环形排列的肌原纤维,收缩时可使身体或触手变细变长。水螅以小动物为食,食物可比自身大好几倍。当饥饿时,触手伸得很长,捕到食物后,触手上的刺细胞把毒素射人其中将其麻醉或杀死。捕获物受伤放出谷胱甘肽(Glutathione),使口受刺激而张开;同时触手将食物送人口中。在消化腔内,先胞外后胞内消化,残渣仍由口排出。水螅各细胞是直接与环境进行呼吸和排泄的。水螅由感觉细胞、神经细胞和突起组成所谓的“漫散神经系统”。当其某一部位受到刺激后,水螅能鉴别其是否是食物,环境光线强或弱等。当用针碰水螅时,其接触部位能避开。如刺激强烈,则可引起全身迅速缩成一团。水螅生理状况不同,对环境刺激的反应也不同,一般饥饿时反应强。水螅行无性和有性生殖,无性生殖为出芽生殖,开始时体壁向外突出,逐渐长大成芽体。芽体消化循环腔与母体相通,当芽体长出垂唇、口和触手后,基部收缩与母体脱离,附于他处独立生活。当环境条件适宜时,一个个体上可同时出现2~3个大小不同的芽体,甚至在芽体上再生出芽体。有性生殖为精卵结合,同一个体在不同时间分别产生精子和卵,精巢位于触手下面为圆锥形,卵巢位于基盘附近为卵圆形。卵巢内一般每次只有一个卵成熟,然后破裂使卵露出,此时如24h内不受精,卵就会死亡并解体。精巢内形成许多精子,成熟后游近卵与之受精。受精卵发育到原肠胚时,即停止发育;此时胚胎外包一壳,从母体脱落后沉人水底,渡过不良环境。当环境良好时,外壳破裂,胚胎逸出,继续发育成一个小水螅。水螅再生能力很强,将其横切或纵切成几段时,每一部分都可变成一新个体,但单独的触手不能再生成完整的个体,如切开水螅的垂唇能生成双头水螅。近年有人将水螅的内外胚层细胞分开,结果每层细胞都各自再生成完整的水螅。第三节腔肠动物门的分类腔肠动物约有1万多种,分为水螅纲,钵水母纲,珊瑚纲三个纲。1.水螅纲(Hydrozoa)本纲约有3700种,绝大多数生活在海水中,少数淡水中,生殖腺源于外胚层,仅外胚层中有刺细胞,多有世代交替现象。包括单体和群体两种类型,水螅为单体类型的代表,群体类型以薮枝虫为代表。薮枝虫生活在浅海,固着于海藻岩石或其他物体上。世代交替明显,水螅型群体以无性出芽方法产生单体水母型;水母型又以有性生殖方法产生水螅型群体,这两个阶段交替出现,完成其世代交替的生活史。2.钵水母纲(Scyphozoa)本纲约有200多种,全为海产,多为大型水母类(如一种霞水母伞部直径可达2m,触手长达30多米),水母型发达,水螅型退化或无,有触手囊无缘膜,生殖腺源于内胚层,内外胚层中均有刺细胞,现以海月水母为例来说明。海月水母圆盘状,白色透明,直径10-30cm,营漂浮生活,伞边缘生有许多触手,并有8个缺刻,其内各有一触手囊,为感觉器(司嗅觉、位觉、平衡及感觉)。内伞中央有一呈四角形的口,由口角伸出4条口腕,口通入位于体中央的胃腔,胃腔向四方扩大成4个胃囊,由胃囊上或胃囊间伸出分支或不分支的辐管,这些辐管均与伞缘的环管相连。水流由口进入胃腔,经一定的辐管至环管,再由一定的辐管流至胃囊,经口流出。在胃腔近口面内侧有四簇由内胚层形成的丝状的胃丝,其上有许多刺细胞和腺细胞,能杀死进入胃腔的猎物,经消化后由辐管分布到全身各部,再由内胚层细胞吞入,进行胞内消化,残渣仍由口排出。海月水母为雌雄异体,在胃囊里面有四个马蹄形的生殖腺,位于胃丝外侧,胃囊底部边缘。精子成熟后游到雌体内受精或在海水中受精,受精卵经浮浪幼虫,附着在海藻或其他物体上,发育成小的螅状幼体,其有口和触手,营独立生活。然后进行横裂,依次形成钵口幼体和横裂体。横裂体依次脱离母体,漂浮于水中,称碟状幼体,由它继续发育成水母成体。钵水母经济价值较高,如海蜇。其身体结构似海月水母,伞部隆起成馒头状,直径可达500n,中胶层特厚,伞边缘无触手,口腕愈合,大型口消失,口腕上有众多小吸口,海蜇就是靠吸口吸食一些微小的动植物。海蜇营养价值丰富,含有蛋白质,维生素B1、B2等,海蜇的伞部、口柄部经加工处理后分别叫海蜇皮、海蜇头,我国食用海蜇的历史丰常悠久。3.珊瑚纲(Anthozoa)本纲约有6100种,全为海产,多生活在暖海,浅海和海底,固着生活,只有复杂的水螅型,无水母型,生殖腺来源于内胚层,两辐对称体制。常见种为海葵。海葵无骨骼,体呈圆柱状,以基盘附着于其他物体上,另一端有呈裂缝形的口,称为口盘。口周围有几圈触手,触手上有刺细胞,可捕捉小型动物。食物经口进入消化腔,口道壁是由口部的外胚层细胞褶.人形成的,在口道两端各有一纤毛沟(或称口道沟),沟内壁生有纤毛,纤毛摆动使水流进入消化腔。消化腔被宽窄不一的隔膜隔成许多小室,隔膜是由体壁内胚层细胞向内突出形成的,依其宽度分为一、二、三级,只有一级隔膜上连口道。隔膜的游离缘形成隔膜丝,其上含有丰富的刺细胞和腺细胞,能杀死捕获物,并行胞外和胞内消化。隔膜丝沿隔膜边缘下行,直达消化腔底部,有的在底部形成游离的丝状物,称为毒丝。毒丝可由口或壁孔射出,有防御和进攻的机能。在较大的隔膜上都有一条纵肌肉带,称为肌旗。隔膜和肌旗的排列是分类的依据之一。海葵为雌雄异体,生殖腺位于隔膜上的隔膜丝附近,精子成熟后由口流出,进入另一雌体与卵在消化腔结合,发育为浮浪幼虫,但有些种类无浮浪幼虫阶段。第四节腔肠动物的系统发展(自学)第四章扁形动物门(P1atyhelminthes)(4学时)教学目标:掌握扁形动物门的主要特征和涡虫的形态结构及生殖特点,掌握寄生吸虫、绦虫的结构特点、生活史及对人的危害,了解扁形动物在演化上的意义及其各纲的特征。
教学重点:涡虫与自由生活相适应的形态结构特点和吸虫、绦虫与寄生生活相适应的形态结构特点。
教学难点:中胚层的产生在动物演化史上的重要性。授课学时:3学时。教学内容:第一节扁形动物门的主要特征(重点)1.两侧对称本体制对进化意义很大,因为通过身体的中央轴,只有一个切面将动物体分成左右相等的两部分。使身体有了明显的背腹、前后左右之分,这是动物体由水中漂浮转向水底爬行生活的结果。由于在水底爬行运动由不定向变为定向,使神经系统和感觉器官向体前端集中,进而导致动物的身体进一步分化。前端司感觉,后端司排遗,背部司保护,腹部司运动。使动物对外界刺激的反应更灵敏、准确。因此,两侧对称是动物由水生进化到陆生的基本条件之一。2.中胚层的形成中胚层产生于内、外胚层之间,一方面减轻了内外胚层的负担,引起一系列组织、器官、系统的分化,使扁形动物达到了器官系统水平。另一方面加强了新陈代谢。如中胚层形成发达的肌肉组织,强化了动物的运动机能和动物在空间位移的速度。这样动物体在单位时间里所接受的外界刺激量明显增加,致使动物的感觉器官相应得到进一步的发展。捕食效率高,营养状况好,从而促进了消化系统和排泄系统的形成。此外中胚层形成的实质组织,具有储存养料和水分的机能,动物体耐干旱和饥饿。因此中胚层的出现也是动物由水生进化到陆生的基本条件之一。3.皮肤肌肉囊由外胚层形成的表皮和中胚层形成的肌肉紧贴在一起,形成的包裹全身的体壁,称为皮肤肌肉囊。其内由实质组织充填,体内所有器官都包埋在其中。具保护和运动机能,加上两侧对称,使动物能更快更有效地摄食,利于动物的生存和发展。4.消化系统自由生活的种类为不完善消化系统,有口无肛门,肠是由内胚层形成的盲管。营寄生的种类,消化管退化(吸虫纲)或完全消失(绦虫纲)。5.排泄系统扁形动物中除无肠目外均具有原肾管,即来源于外胚层的由焰细胞、排泄管和排泄孔等组成的具有排泄功能的管状系统。排泄管具许多分支,,每一小分支末端即是焰细胞,其为伸入实质中的盲管状细胞,主要功能是调节体内水份代谢,同时排出一些代谢废物。6.神经系统扁形动物已出现原始的中枢神经系统,即梯形神经系统,其由前端的“脑”和由脑向后分出的若干纵神经索,以及纵神经索之间连接的横神经组成。高等种类的纵神经索减少到只有一对发达的腹神经索。但神经细胞不完全集中在“脑”中,也分散在神经索中。7.生殖系统大多数雌雄同体。由于中胚层的出现,形成了产生雌雄性生殖细胞的固定的生殖腺和一定的生殖导管(如输卵管,输精管等),以及一系列附属腺(如前列腺,卵黄腺等)。这些管和腺使在中胚层产生的生殖细胞可以通到体外,同时也出现了交配和体内受精现象,这也是动物由水生到陆生基本条件之一。8.生活方式扁形动物中一类营自由生活(涡虫纲),可在水中、潮湿的土壤中游泳或爬行,捕捉小动物为食;另一类营寄生生活(吸虫纲,绦虫纲),寄生在其他动物的体表或体内,摄取该动物的营养(又可分外寄生和内寄生),且生活史复杂,并有更换宿主的现象。第二节代表动物——三角涡虫(Dugesia)(重点)生活习性:涡虫生活在淡水溪流中的石块下,以活或死的蠕虫,小甲壳类及昆虫的幼虫为食。外形叶状,背腹扁平,左右对称,前端呈三角形,两侧各有一发达的耳突。背面稍凸颜色深,头部有2个黑色的眼点。腹面平色淡,密生纤毛,并有粘液分泌于附着物上,利于蠕动。口位于腹面体后1/3处,稍后为生殖孔,无肛门。(幻灯图示涡虫形态结构)1.体壁由皮肤肌肉囊构成,表皮由外胚层形成的柱状上皮细胞组成,其中的杆状体(Rhabdites)由实质中的成杆状细胞分泌而成。遇刺激时,涡虫将杆状体排出体外,弥散毒性粘液,可捕食和防御敌害。表皮下为一层非细胞结构的基膜,再下依次分层排列环肌,斜肌和纵肌。最内层为肠壁,由一层内胚层分化的柱状上皮形成,其中的空腔为肠腔。体壁与肠壁之间为合胞体形式的实质填充,其他器官多埋在实质组织中。2.消化系统有口无肛门,口后为咽囊,周围为咽鞘,其中有肌肉质的咽,咽可从口中翻出捕食。并释放消化酶,在体外分解消化食物,而后吸人肠内,由肠壁细胞吞入行细胞内消化。肠分3支主干,一支向前,2支向后,分别位于咽囊的两侧。每支主干又反复分出小支,其末端封闭为盲管,食物残渣由口排出。3.呼吸、循环与排泄涡虫无特殊的相应器官,借体表进行气体交换,靠实质中的体液传递物质,排泄器官为原肾管。4.神经系统和感觉器官典型的梯形神经系统,头部一对神经节构成“脑”,并发出一对腹神经索,沿两侧通向体后,并有横神经连于其间。眼点由色素细胞和视觉细胞构成,只能感光不能看物。耳突上有许多感觉细胞,司味觉和嗅觉。表皮内分布许多触觉细胞。对食物正向反应,避强光,趋弱光,夜间活动强于白天,适于石底爬行生活。5.生殖系统结构复杂,雌雄同体。无性生殖多从咽后方横缢为两段,各自长成一个体。有性生殖时交配后体内受精,几个受精卵包在一个卵袋中,从生殖孔排出,以一短柄固着于石块或其他物体上。螺旋卵裂,直接或间接发育,海产种类具有牟勒氏幼虫期。6.再生能力很强将其切成多段,每段都能再生成一完整个体。并可经切割或移植,产生二头或二尾涡虫。另外再生的极性明显,再生速率由前向后逐渐递减,即前端生长最快,后端最慢。当涡虫饥饿时,可将其内部器官(除神经系统)逐渐吸收掉,一旦获得食物,重新恢复原状。第三节扁形动物门的分类扁形动物已知的约2万种,可分为3个纲。1.涡虫纲(Turbellaria)体不分节,体表有纤毛,上皮细胞内有杆状体,营自由生活,具不完全消化系统。纤毛和皮肤肌肉囊强化了运动机能;杆状体有利于捕食和防御;感官和神经系统发达,对外界环境变化反应迅速。根据肠的结构和有无可分为无肠目,单肠目,三肠目和多肠目四个目,三角涡虫即是本纲的重要代表。2.吸虫纲(Trematoda)体不分节,无纤毛状体,消化道简单,具吸盘,营寄生生活运动机能退化,无一般的上皮细胞,有具小刺的皮层,神经感官退化,有吸附器,可固于寄生组织上。日本血吸虫(Schistosomaaponicun)就是本纲的重要代表种类。在人体内寄生虫的血吸虫主要有三种,即埃及血吸虫(S.haematobium),曼氏血吸虫(S.mansoni)和日本血吸虫。我国流行的为日本血吸虫,可引起血吸虫病,该病在热带与亚热带地区流行很广,其成虫寄生在人和其他哺乳动物的门静脉及肠系膜静脉内,患者肝,脾肿大,腹水,成人丧失劳动力;儿童发育不正常,可引起侏儒症;妇女不能生育,甚至丧失生命。日本血吸虫成虫雌雄异体,常合抱在—起,雄虫粗短,乳白色,体表光滑,口吸盘和腹吸盘各一个,腹吸盘后虫体两侧向腹侧内褶成抱雌沟。雌虫较细长,暗黑色,前端细小,后端粗圆。虫卵椭圆形,淡黄色,其一侧有一小刺,排出的虫卵已发育到毛蚴阶段。交配在肠系膜的小静脉管内进行,雌虫产卵后,虫卵顺血流进入肝内或肠壁,成熟后其毛蚴分泌酶溶解肠粘膜,使虫卵进入肠腔,与粪便一起排出体外,入水后毛蚴孵出,钻进钉螺体内发育,经母胞蚴和子胞蚴而发育为尾部分叉的尾蚴。尾蚴入水中游泳,当接触人、畜皮肤或粘膜时,借其头腺分泌物的溶解作用和本身机械作用侵入皮肤,脱去尾部发育为童虫。童虫侵入毛细血管或毛细淋巴管,随血液循环达门静脉,发育为成虫。未达门静脉系统的一般不能发育为成虫。自毛蚴感染到成虫产卵约4周时间,成虫在人体内寿命估计有10~20年。3.绦虫纲(Cestoida)体分节片,无纤毛和杆状体,体内寄里,雌雄同体,带状,由许多节片组成。生殖器官高度发达每一成熟节片均有两性生殖器官,消化道消失,渗透营养抗宿主消化酶消化能力强,本纲重要代表为猪带绦虫(Taeniasolium)。猪带绦虫一生均可寄生于人体,分布很广,成虫白色带状,全长2-4m,有700~1000个节片。分为头节,颈部和节片3部分。头节圆球形,直径约1mm,前端中央为顶突,顶突上有25~50个小沟,分内外两轮排列。顶突下有4个圆形的吸盘。这些都是适应寄生生活的附着器官。颈部细与头节无明显界限,下部为生长区,以横裂法产生节片。节片愈靠近颈部愈小,反之愈宽大老熟。依节片内生殖器官的成熟情况可分为未成熟节片,成熟节片和孕卵节片3种,未成熟节片宽大于长,内部结构尚未发育;成熟节片近于方形,内有雌雄生殖器官,每节有精巢150~200个,卵巢一个;孕卵节片长方形被子宫充塞,其他器官萎缩,甚至消失。营养物质靠体表吸收宿主肠内营养,并转化为糖储于实质中,排泄器官属原肾管型。其生活史复杂,人是其唯一终宿主,中间宿主为猪或人。成虫寄生于人的小肠内,以头节的小沟和吸盘附着于肠粘膜上。虫体末端节片逐节或逐段脱落,节片内的虫卵随节片的破坏散落于粪便中,虫卵在外可活数周,当孕卵节片或虫卵被中间宿主(猪)吞食后,在其小肠内膜被消化液溶解,六钩蚴孵出后以其小钩钻人肠壁,经血流或淋巴带至全身各部,在肌肉中经60—70天发育为囊尾蚴。其为卵圆形,乳白色,半透明的囊泡,头节凹陷在泡内,内有小沟及吸盘。这种具囊尾蚴的肉俗称“米粒肉”或“豆肉”。如被人误食,囊尾蚴又未被杀死,可在十二指肠内将头节翻出,借小沟及吸盘附着于肠壁,经2~3个月后发育为成虫,成虫寿命可达25年以上。猪带绦虫病可引起患者消化不良,腹痛,腹泻,失眠,乏力,头痛,儿童影响发育,若侵入脑部,可引起癫痫,阵发性昏迷或循环,呼吸紊乱。加强猪的饲养管理,不吃未煮熟的猪肉,避免粪便污染等,是杜绝此病的关键。第四节扁形动物门的系统发展(自学)第五章原腔动物(Protocelomata)教学目标:掌握原腔动物的特征和蛔虫的形态结构特点、生活史及对人的危害,基本掌握线虫动物、轮虫动物、腹毛动物的主要特征,了解寄生虫与寄主的相互关系。
教学重点:蛔虫与寄生生活相适应的结构特点。
教学难点:原体腔的形成及特点以及原体腔的产生对动物体的影响。授课学时:2学时。授课内容:第一节原腔动物的主要特征(重点)原腔动物又称假体腔动物,是几类动物的总称,包括线虫动物门、线形动物门,轮虫动物门等7个门类。尽管各门之间在形态结构上差异较大,但有许多共同的特征。(1)多数种类无明显的头部,两策对称,身体不分节。(2)体表具有角质膜和环纹(假分节),寄生种类的角质膜特别发达,以抵抗寄主消化酶的消化作用。(3)角质膜之下的表皮层为一层合胞体,细胞之间的界限不清,但通常细胞或细胞核的数目恒定。(4)体壁与消化管之间出现了原体腔,这种体腔无体腔膜包围,不属于真正的体腔,它相当于胚胎发育时期的囊胚腔,故称假体腔。又由于它在动物演化过程中出现的最早,又称初生体腔。原体腔的出现较扁形动物中胚层产生的实质有明显的进步意义,它为体内各器官系统的发展和活动提供了空间,提高了营养物质的运转、维持体内水分平衡和新陈代谢的能力。此外,腔内充满的体腔液,可对体壁肌肉产生一定的反压,以维持虫体的形状,辅助动物身体的运动。(5)出现了发育完整的消化系统。身体前端有口,后端分化出了肛门。寄生种类由于适应寄生生活,消化管变得简单,呈一条直管,如蛔虫。自由生活的种类消化管较发达,咽囊内分化出了咀嚼器,如轮虫。(6)排泄系统均为外胚层演化而来的原肾管型。寄生种类的原肾细胞退化为无纤毛的单一管型或腺型。(7)原腔动物无循环系统和专门的呼吸器官,寄生种类营厌氧呼吸,自由生活的种类靠体表呼吸。第二节原腔动物分类概述原腔动物的种类比较庞杂,已记载的原腔动物约有18000种。由于它们的形态、结构差异较大,亲缘关系也不很密切,目前动物学家把它们设立为7个门,即线形动物门(Nematomorpha)、线虫动物门(Nematoda)、轮虫动物门(Rotifera)、腹毛动物门(Gastmtricha)、动吻动物门(K
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