绪论
教学目的和要求:
1、明确动物学的概念
2、掌握动物学的目的与任务、研究方法和分类知识
重点:
动物学的目的与任务、研究方法和分类知识
难点:
分类知识
课时:
讲授2学时
教学方法:
1、多媒体授课
2、讲授法与讨论法相结合
教学过程:
第一节生物的分界及动物在生物界的地位
生物的种类繁多,目前已鉴定的约有200万种。随着时间的推移,新发现的种还会逐年增加,有人(R.C.Brusca等,1990)估计,约有2 000万-5 000万种有待发现和命名。为了辨认、研究和利用如此丰富多彩的生物世界,人们将它们系统整理、分门别类,分为若干不同的界。
长期以来,生物被分为两界:植物界和动物界,随着科学的发展,认识的深入,不断提出新的分界学说,到现在还有争论。
林奈时代,以肉眼所能观察到的特征来区分,以生物能否运动提出动物界和植物界2界系统。
光镜广泛使用后发现,许多单细胞生物兼有动物和植物的特性(如眼虫),提出原生生物界、植物界和动物界3界系统。
电镜技术的发展,提出原核生物和真核生物的概念,于是有了4界、5界、6界、8界分类系统。
分界 |
代表人物 |
依据 |
动物界 2界系统 植物界 |
Car lvon Linné 1735 |
肉眼特征能否运动 |
原生生物界 3界系统 动物界 植物界 |
J.Hogg1860 E.H.Haeckel1866 |
光镜动、植物兼性 |
原核生物界 4界系统 原始有核界 后生植物界 后生动物界 |
H.F.Copeland1938 |
电镜 原核与真核 |
原核生物界 原生生物界 5界系统 真菌界 植物界 动物界 |
R.H.Whittaker1969 |
真菌 |
分界 |
代表人物 |
依据 |
非细胞生物 病毒界 原核生物 细菌界 蓝藻界 3总界6界系统 真核生物 植物界 真菌界 动物界 |
陈世骧1979 |
非细胞生物 |
原核生物界 古细菌界 6界系统 原生生物界 真菌界 植物界 动物界 |
R.C.Brusca1990 |
|
古细菌界 真细菌界 古真核生物界 8界系统 原生生物界 藻界 植物界 真菌界 动物界 |
T.Cavalier- Smith1989 |
六界分界法:
1、 动物界:多细胞、真核、无细胞壁及叶绿体、无光合作用、吞噬营养
2、 植物界:多细胞、真核、有细胞壁及叶绿体、能行光合作用
3、 原生生物界:单细胞、细胞有核膜及胞器、真核
4、 原核生物界:单细胞、虽含核酸但无核膜及胞器、原核
5、 真菌界:多细胞、细胞有细胞壁无叶绿体、无光合作用、有吸收作用
6、病毒界:无细胞结构、只是一团核酸或蛋白质、无独立代谢、内寄生
生命的进化历史经历了4个重要阶段。
第一阶段:非细胞阶段
第二阶段:从非细胞到细胞
第三阶段:从原核生物到真核生物
第四阶段:从单细胞真核生物到多细胞真核生物
生物间的关系错综复杂:
动物——————异养、消费者
植物——————自养、生产者
真菌、细菌———分解、吸收、还原者
分解者 |
生产者 |
消费者 |
无机盐等 |
第二节动物学的概念
一、概念
动物学(Zoology)是研究动物的形态结构、分类、生命活动与环境的关系以及发生发展的规律的科学。
目的:通过研究,掌握规律,保护并充分利用动物资源,使动物更有利于人类。
二、动物学的主要分科
按研究的内容和方法分5大类:
1、 系统动物学: 包括分类、生态、分布、进化等
2、 形态学: 包括比较解剖学、组织学、细胞学、胚胎学、古生物学等
3、 生理学: 包括人体生理学、动物生理学、比较生理学、生理化学等
4、 实验动物学: 包括动物遗传学、实验胚胎学等
5、 分子生物学
按研究的动物对象分为:
原生动物学、寄生虫学、贝类学、甲壳动物学、昆虫学、鱼类学、两栖爬行动物学、鸟类学、兽类学等。
与医学、农学、物理、化学等相互渗透,形成了许多边缘学科。
第三节动物学的研究方法
动物学的研究必须用辨证唯物主义的工作方法。可分三步:
1、 观察和记述阶段
2、 假设阶段
3、 实验阶段
研究方法:
1、 描述法
2、 比较法
3、 实验法
第四节动物分类的知识
已知的动物种类有150多万种,还在不断地发现新种,若无科学的分类方法,研究起来将杂乱无章,需进行系统的分类。
一、分类依据
对动物进行分类的标准和方法很多。
现用自然分类系统:
以形态或解剖学上的相似性和差异性的总和为基础,根据比较解剖学、比较胚胎学、古生物学等方面的许多证据为依据,基本能反映动物界的自然亲缘关系。
科学的发展及学科渗透又建立了新的分类准则:
生化准则、免疫准则等。还不完善。
二、分类等级
界Kingdom
门Phylum
纲Class
目Order
科Family
属Genus
种Species
狼
动物界Animal
脊索动物门Chordata
哺乳纲Mammalia
食肉目Carnivora
犬科Canidae
犬属Canis
狼 lupus
界Kingdom
门Phylum
亚门Subphylum
总纲Superclass
纲Class
亚纲Subclass
总目Superorder
目Order
亚目Suborder
总科Superfamily (-oidea)
科Family (-idea)
亚科Subfamily (-inae)
属Genus
亚属Subgenus
种Species
亚种Subspecies
三、物种和亚种的概念
1、物种
2、亚种
四、动物的命名
双名法
每一个动物都应有一个学名,学名是由两个拉丁字或拉丁化的文字所组成,前者是属名,后者是种名。
狼 Canis lupus
意大利蜂 Apis melliferaLinnaeus
北狐 Vulpes vulpes schiliensis
五、动物的分门
1、分门的依据
细胞数量及分化
体型
胚层
体腔
体节
附肢
内部器官的布局和特点
2、门数:34门
第一章动物体的基本结构与机能
教学目的和要求:
1、明确动物体的基本结构与机能单位是细胞。
2、掌握动物组织、器官和系统的基本概念及其特点,为学习各动物类群的知识奠定基础。
重点:
1、四大基本组织的特点
2、个体发育过程
难点:
结缔组织类型及其特点
课时:
讲授2学时,实验3学时。
教学方法:
1、多媒体授课
2、讲授法与讨论法相结合
教学过程:
第一节细胞
细胞是生物体的基本结构和功能单位。
一、细胞的形态
多种多样,与其机能相适应。
肌细胞——————纤维形或纺锤形
神经细胞—————星形
二、细胞的大小
一般0.5~40μm。
10~30μm为多。
个别细胞较大,如鸟卵等。
三、细胞分裂
细胞周期:从一次细胞分裂结束到下一次分裂结束之间的期限。
无丝分裂
细胞分裂的类型 有丝分裂
减数分裂
四、细胞的寿命
有的较短,如红血细胞,约120天。
有的较长,如神经细胞,有的可活几十年。
第二节组织和器官系统的基本概念
一、组织
同形态、同功能、同来源的一些细胞集合在一起,加上其中非细胞形态的间质,共同完成某一功能,称为组织。
组织的出现和进一步的分化是动物进化发展的产物。
通常分为四大基本组织:上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。
(一)上皮组织
密集的细胞+少量细胞间质。
位于动物体表、器官表面及内腔的内壁。
按功能分:被覆上皮 腺上皮 感觉上皮
按细胞层数分:单层上皮 复层上皮
按细胞形状分:柱状上皮 扁平上皮 立方上皮
一般综合的命名,如:单层柱状纤毛上皮 复层扁平上皮
功能:保护、吸收、分泌、呼吸、感觉、排泄等,有的还有生殖作用等。
(二)结缔组织
特点: 具有发达的细胞间质,细胞分散于细胞间质中。结缔组织种类多.
种类:疏松结缔组织、致密结缔组织、弹性结缔组织、网状结缔组织、血组织、脂肪组织、骨骼组织。
(三)肌肉组织(muscular tissue)
由肌肉细胞组成。肌肉细胞又称肌纤维,根据肌纤维的结构和机能特点,肌肉组织可分为平滑肌、横纹肌和心肌。
(四)神经组织(nervous tissue)
由神经细胞和神经胶质细胞组成。神经细胞具有高度发达的感受刺激和传导兴奋的能力,神经胶质细胞有支持、营养、保护和修复的功能。
二、器官和系统
(一)器官:
如果不同的组织共同完成一定的生理功能,而且它们在一起形成了一定形态特征和结构功能单位,这个整体称为器官。如眼、鼻、耳、肠等。
(二)系统:
当若干器官一起共同完成生命的一项功能时,就构成系统。如消化系统、神经系统、呼吸系统等。
第二章原生动物门(Protozoa)
教学目的和要求:
1、掌握草履虫、眼虫、变形虫、孢子虫的形态结构和生理特点。
2、掌握原生动物的主要特征。
重点:
原生动物的形态结构及生理。
难点:
原生动物的呼吸、营养、排泄。
寄生原生动物的生活史。
学时:
讲授4学时。
教学方法:
1、多媒体授课。
2、讲授、启发、讨论相结合。
教学过程:
第一节原生动物门的主要特征
一、原生动物是身体有单个细胞构成的最原始、最低等的单细胞动物。体型微小,长约30-300μm ,最小的利什曼原虫只有2—3μm,最大的(某些有孔虫)可达10cm左右。
二、原生动物由单细胞构成,具有细胞质、细胞核、细胞膜等一般细胞的基本结构外,还具有动物细胞所没有的特殊细胞器(类器官,如胞口、胞咽、伸缩泡、鞭毛等),完成运动、消化、排泄、生殖、感应等各种生理机能。作为一个细胞它是最复杂的,作为一个动物机体是最简单的。某些原生动物个体聚合形成群体,但细胞没有分化,最多只有体细胞和生殖细胞的分化,细胞具有相对的独立性。
三、原生动物体表的细胞膜,有的种类极薄,称为质膜,不能使身体保持固定的形状,体形随细胞质的流动而不断改变。多数种类体表有较厚且具有弹性的表膜,能使动物体保持一定的形状,在外力压迫下改变形状,当外力取消即可由弹性恢复虫体原状。还有些原生动物的体表形成坚固的外壳,外壳有几丁质、矽质、钙质或纤维质等。
四、原生动物通过鞭毛、纤毛、伪足等来完成运动。主要有三种营养方式。有色素体鞭毛虫,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,进行吞噬营养(Phagotlophy);寄生种类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)。呼吸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(contractile vacuole)de)排出部分代谢废物。
五、原生动物的生殖方式多种多样,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:生活环境恶化时,许多原生动物体表分泌物质把自身包裹起来,形成所谓的包囊,不吃不动以保证自身度过干燥、严寒、酷暑等不良环境,且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
原生动物约有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。近年来,原生动物分类在教科书和专著中意见不一致。有的认为原生动物是动物界的一个门,分四个亚门、若干个总纲和纲;有的认为原生动物是一个亚界,分七个门、若干个亚门、总纲、纲和亚纲;还有的认为原生动物是一个亚界,分六个门等。适应基础课教学,我们仍视原生动物为动物界的一个门;仅介绍其中重要的四个纲。
一、鞭毛纲(Mastigophora)
(一)代表动物—眼虫(Euglena)
1、生活环境
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。
2、结构特征
虫体梭形,前端钝圆,后端尖,长约60μm。体表覆有具弹性的表膜,具沟和嵴交替排列形成的斜纹表膜,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大而圆核,生活时透明。体前端有一胞口(Cytostome),不能进食,只排出多余水份,后连一膨大的储蓄泡(reservior)。一条鞭毛 (flagellum)从胞口中伸出,鞭毛是细胞表面能动的突起。鞭毛连两条轴丝,各与储蓄泡底部的一个基体(basalbody)相连,一个基体有一细丝状根丝体(rhizoplast)至细胞核,说明鞭毛受核控制。借鞭毛摆动运动。储蓄泡旁还有一个伸缩泡和一个红色眼点(stigma),伸缩泡可调节水分平衡,排出代谢废物。眼点由埋在无色基质中的类胡萝卜素组成;光感受器(photoreceptor)是靠近鞭毛基部的膨大部分,能接受光线,与进行光合作用的营养方式有关,眼点和光感受器普遍存在于绿色鞭毛虫体内。眼虫细胞质内叶绿体的形状、大小、数量及其结构是眼虫属、种的分类特征。
有光时,绿眼虫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,通过体表吸收水中的氧,排出二氧化碳等代谢废物。
绿眼虫具有三种营养方式。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,其形状大小是分类依据。绿眼虫所行纵二分裂生殖是鞭毛虫纲的特征之一。环境不良时,虫体变圆,分泌一种胶质形成包囊;当环境适合时,虫体多次纵分裂最多可形成32个小眼虫,然后破囊而出。
(二)鞭毛纲的主要特征
1、 以鞭毛为运动器,通常1-4条,少数种类具有较多鞭毛。
2、 营养方式有光合营养、渗透营养、吞噬营养等。
3、 生殖方式,无性生殖为纵二裂(绿眼虫),出芽(夜光虫);有性生殖有同配生殖(盘藻虫),异配生殖(团藻虫)。
4、 环境不良时能形成包囊。
(三)鞭毛纲的重要类群
鞭毛纲已知约有2000种,依营养方式不同分为2个亚纲。
1、植鞭亚纲(phytomastigina)
自由生活在海水或淡水中,种类多,形状各异,单体或群体。具色素体能进行光合作用。无色素体种类在进化进程中失去色素体。绿眼虫即属此亚纲。
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,有纤维素细胞壁和色素体,都能独立地进行光合营养和繁殖。团藻(Volvox)由成千上万个个体构成一空心球形,彼此有原生质桥相连,有分支。多为营养个体,少数为有形成卵和精子的两种生殖个体,精卵结合后发育成一新的群体。对分析和了解多细胞动物的起源很有意义。
还有生活在海水中的夜光虫 (Noctiluca)、沟腰鞭毛虫(Gonvaulax spp.)和裸甲腰鞭毛虫(Cymnodinium spp.)等。大量繁殖并密集在海面上时,可造成自身缺氧死亡,分解放出有机物使海面呈暗红色,发出臭味,产生“赤潮”,对渔业危害很大。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,造成水源污染。本纲大多数动物是浮游生物的组成部分,为鱼类的天然饵料。
2、动鞭亚纲(Zoomastigim)
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)虫体小,寄生人体的有三种,我国流行的是杜氏利什曼原虫(L.donouani),能引起黑热病,故叫黑热病原虫。其生活史是寄生在人或狗体内的巨噬细胞中,称为无鞭毛体(Amastigote)。无鞭毛体以巨噬细胞为食,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(长约2~3μm)又侵入其他巨噬细胞,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,当白蛉子叮人吸血时,无鞭毛体进入消化道,发育为前鞭毛体(Prcamstigote,长约15—25μm)。白蛉子再叮人时,就将原虫注入人体内,故白蛉子传播黑热病。
锥虫(Trypanosoma)的鞭毛由体后基体发出,沿虫体向前与细胞质拉成波动膜,鞭毛和波动膜的摆动完成运动。波动膜适于在粘稠度较大的环境中运动,故其广泛分布于脊椎动物血液中。种类约有400多种,侵入脑,脊髓中使人得昏睡病(非洲),我国主要危害牲畜。
鳃隐鞭虫(C.branchialis) 寄生于鱼鳃,一前一后二根鞭毛,后鞭毛与体表形成波动膜,不动时可插入鳃表皮细胞,破坏鳃细胞,分泌毒素使微血管发炎,分泌大量粘液,使鱼呼吸困难。此外本亚纲还有自由生活的种类,如领鞭毛虫(似海绵动物的领细胞)、披发虫(生活在白蚁肠中)等。
二、肉足纲(Sarcodina)
(一)代表动物—大变形虫(Amoebaproteus)
1、生活环境
大变形虫生活在清水池塘或水流缓慢的浅水中,在富生藻类的浅水中分布较多,于水中植物或其他物体的粘性沉渣中。其最大特点是体型随原生质的流动而经常改变,故名。
2、结构特征
变形虫结构简单,体长约 200~600μm,体表为一层极薄质膜。质膜下的一层外质(Ectoplasm)特点是,无颗粒,均质透明。外质之内的内质 (Endoplasm)特点是,具颗粒,可流动,不透明,含有扁盘形的细胞核、伸缩泡、食物泡等。内质中泡状结构的伸缩泡,无固定位置,外有一层单位膜,由许多小泡围绕;再外有一圈线粒体,通过有节律地膨大、收缩,排出体内过多的水分和代谢废物调节水平衡。变形虫呼吸作用通过体表进行。
在运动时,变形虫由体表任何部位都可形成临时性的原生质突起,因内质分为位于外层相对固态的凝胶质(Plasmagel)和位于内部呈液态的溶胶质(Plasmasol),可随时形成、消失的伪足(Pseudopodium)。这是临时性运动器,形成时前部外质向外突出呈指状,后部凝胶质转变为溶胶质流入其中,流到临时突起前端即向外分开,接着变为凝胶质。同时后边的凝胶质又转变为溶娇质,不断向前流动,这样虫体就不断向伪足伸出的方向移动形成变形运动。
伪足还有摄食作用,变形虫主要以单细胞藻类和小型原生动物为食。运动中如接触到食物,就伸出伪足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)。食物泡与质膜脱离进入内质中和溶酶体融合消化食物,井随内质流动,整个消化过程在食物泡中进行。已消化食物进入周围胞质中,不消化的残渣随虫体前进,留在后端,最后通过质膜排出体外,这种现象称为排遗。
变形虫摄取液体食物,如在含有蛋白质、氨基酸或某些盐类的液体环境中。分子或离子吸附到变形虫质膜表面,使膜发生反应凹陷下去形成管道,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.这种现象称为胞饮作用(Pinocytosis)。
变形虫只进行二分裂无性繁殖。
(二)肉足纲的主要特征
1、 广泛生活于淡水、海水中,也有寄生种类。
2、 体表仅有极薄的质膜。
3、 细胞质明显分为外质和内质。内质又分为可相互转换的凝胶质和溶胶质。
4、 虫体裸露,或质膜外具石灰质或几丁质或矽质外壳。
5、 通常二分裂繁殖,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。
6、伪足是本纲动物运动、摄食的细胞结构,依形态结构不同,分为四种:
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,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。
(三)肉足纲的重要类群
肉足纲约8000多种,依伪足形态不同分为二个亚纲。
1、根足亚纲
生活在水中,或潮湿土壤中,还有的寄生,伪足为叶状、指状、丝状或根状。变形虫种类很多,但伪足大都似大变形虫,有的与人关系密切
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分为三型:大滋养体、小滋养体和包囊。滋养体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。大、小滋养体结构基本相同,不同的是大滋养体个大,运动活泼,能分泌蛋白分解酶溶解肠壁组织;小滋养体个小,运动迟缓,不侵蚀肠壁,以细菌和霉菌为食。包囊是原生动物不摄取养料的阶段,有囊壁包围抵抗不良环境能力强,是感染阶段。痢疾内变形虫的包囊形成时是一个核,核仁位于正中,以后核经2次分裂形成2个、4个核。4核包囊是感染阶段。
包囊经口感染宿主,在肠液作用下壁变薄,虫体破囊页出,分裂成4个小滋养体寄生于肠中。宿主健康,小滋养体形成包囊随粪便排出体外;宿主体弱时,小滋养体变为大滋养体破坏肠壁,吞食红细胞和组织细胞。肠壁和血管被破坏故有出血现象。大滋养体不直接形成包囊,再度转变为小滋养体。大滋养体随血流至肝、肺、脑、心各处,造成溃疡和脓肿。预防本病的关键是管理好粪便、保护水源,注意饮食卫生,消灭传播包囊的昆虫。
表壳虫(Arcella)和砂壳虫(difflugia)质膜覆以保护性外壳。表壳虫外壳由细胞分泌而成,形如表壳,黄褐色,有花纹。砂壳虫外壳由分泌的胶质物混合砂粒构成。指状伪足可从壳口伸出,壳和本体间空隙多,充满气体,故可漂浮水中组成浮游生物。
有孔虫(Foraminifera)多生活在海洋中,底栖。具石灰质或其他物质形成的壳,壳多室或单室,形状多样。伪足根状,从壳口或壳上的小孔伸出,融合成网状。生活史复杂,有世代交替。有孔虫古老量多,且不同地质时期有不同的种类,可依其化石确定地层的地质代年,揭示地下结构,对寻找沉积矿产,石油等有指导作用。
2、辐足亚纲(Actinopoda)
在淡水或海水中营漂浮生活,具轴伪足,体多呈球形。
太阳虫(Actinophrys)多生活在淡水中,伪足较长,放射状排列形似太阳,内有轴丝。细胞质呈泡沫状,适于漂浮生活组成浮游生物。
放射虫(Radiolaria)海产,具矽质骨胳,体呈放射状。内、外质间有一几丁质膜状中央囊,其中有一或多个细胞核,囊上有小孔沟通内、外质。
三、孢子纲(Sporovoa)
(一)代表动物——间日疟原虫(plasrnodium vivax Grassi&Feletti)
疟原虫能引起疟疾(打摆子),是我国五大寄生虫病之一。寄生在人体的疟原虫有间日疟原虫、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其形态和生活史。
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。无性世代裂体生殖在人体内进行、有性世代在雌蚊体内进行,雌蚊传播疟疾。
当传染疟原虫的雌蚊吸人血时,疟原虫子孢子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,侵入红细胞继续裂体生殖,发育成戒指形的小滋养体(环状体),发育成大滋养体,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,红血细胞破裂,裂殖子散人血浆侵入其他红细胞再次裂体生殖。当红细胞大量破裂,裂殖子及疟色素等代谢产物进入血液时,患者出现先寒后热,盗汗等病状,此过程每发生一次,间日疟48h,三日疟72h,恶性疟36-48h。故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。
配子生殖 进入红细胞的裂殖子发育为大,小配子母细胞,被吸入蚊胃后分别发育为大、小配子,在蚊胃中融合为合子。未被蚊吸取则大、小配子母细胞停止发育.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间发育为圆形卵囊。核和胞质经多次分裂形成子孢子。子孢子成熟后逸出散人血腔中进入唾液腺。蚊再次叮人时,子孢子进入另一人体开始下一周期。
(二)孢子纲的主要特征
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。先进行无性裂体生殖,再是有性的配子生殖,最后是无性孢子生殖。
(三)孢子纲的重要类群
球虫:寄生于脊椎动物消化器官的细胞内,生活史似疟原虫,但它只在一个寄主体内。卵囊在寄主体外进行发育,抗逆境能力强,常规消毒无效。80℃以上水处理可使卵囊迅速死亡,用开水洗刷兔笼和用具可预防此病。
粘孢子虫:大多寄生于鱼类、少数在两栖、爬虫体内。科类多,寄生部位几乎所有器官。发育初期变形虫状,裂体生殖刺激寄生组织形成小肿瘤,并在其内发育出很多孢子。孢子结构复杂,具1-4个极囊和极丝,孢子逸出后遇其他寄主,极丝翻出刺到新寄主体上继续发育。
四、纤毛纲(Ciliata)
(一)代表动物——大草履虫(Paramecium caudatumEhrenberg)
1、生活环境
在有机质丰富的污水沟或池塘中,
2、形态结构
形似倒置的草鞋,前端钝圆,后端稍尖,长约150—300μm。细胞质分为内质和外质。虫体表面为表膜,表膜由三层膜构成,最外层在体表和纤毛上是连续的;最里层和中间层膜在纤毛基部形成一对表膜泡,增加表膜硬度又不影响虫体的局部弯曲,起缓冲作用。表膜下有一层与表膜垂直排列的刺丝泡(trichocyst),囊状,有孔和表膜相通;受刺激射出的内容物遇水成为细丝,可能有防御作用。
全身满布纤毛,纤毛有节奏地摆动,使虫体旋转游泳,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。口沟内侧有波动膜,摆动使食物随水流进入胞口,经胞咽进入内质形成食物泡。食物泡与溶酶体融合,在胞质中循一定路线环流过程中进行消化,不消化残渣由体后部临时胞肛排出。在前后内、外质间有两个伸缩泡,各有6—1l条放射状排列的收集管,收集管与内质网相通。收集管和伸缩泡上收缩丝的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。呼吸作用通过体表进行。通常行横二裂生殖,每天可分裂1—2次,有时进行接合生殖,交换小核后一个个体发育为4个个体以增加生活力。
(二)纤毛纲的主要特征
体表具纤毛。纤毛结构与鞭毛相同,但短而数量多。纤毛运动时节律性强。纤毛成排分散存在,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;或簇粘合成束称棘毛。纤毛虫是原生动物结构最复杂的:具表膜下纤毛系统,细胞核分为大、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。
(三)纤毛纲的常见种类
小瓜虫(Ichyophthirius):寄生在鱼皮肤下层、鳃、鳍等处,将病鱼体表的白点刮下,显微镜下可见圆球形虫体,全身长满纵行排列的纤毛。前端有一胞口,马蹄形大核,小核紧靠大核不易看到。
钟虫(Vorcticella):体形似倒置的钟,口缘常向外扩张成“缘唇”。具不分支的柄,内有能伸缩自如的肌丝,大核带形。
车轮虫(Trichodina):寄生于淡水鱼类的鳃、体表。体似车轮,侧面看呈钟形,两圈纤毛之间有胞口,以胞口吞食宿主细胞。
第三节原生动物与人类的关系
原生动物研究不仅对了解动物演化是重要的,而且和人类的关系也比较密切。有利的如有的种类(眼虫)可作为有机污染指示动物;浮游种类是鱼类的天然饵料;死亡浮游生物大量沉积于水底淤泥中,在微生物的作用和高温、高压下可形成石油;在了解动物的进化和进行生物基础理论研究中有重要价值。许多种类是有害的,寄生于人体和经济动物体内的种类引起疾病,危害健康;有的污染破坏环境、资源等。
第三章多细胞动物的起源
教学目的和要求:
掌握多细胞动物起源的证据。
了解多细胞动物起源的学说。
重点:
多细胞动物起源的证据。
难点:
吞噬虫学说。
学时:
讲授2学时。
教学方法:
多媒体授课。
讲授、启发、讨论相结合。
教学过程:
单细胞动物有的在形态结构上也很复杂,但只是一个细胞本身的分化,要比多细胞动物的分化简单的多。他们之中虽也有群体,但群体中个体间联系并不密切,一般每个个体独立生活,处于低级、原始阶段。
从单细胞动物进化到多细胞动物是一个飞跃,是生物进化史上的一个重要阶段。
一般认为多细胞动物起源于单细胞动物。
一、证据
1、古生物学上的证据
在距今愈古老的地层中,化石种类愈简单,在太古代地层中,已发现有单细胞动物有孔虫的化石,而多细胞动物化石在这里极少,说明单细胞动物的出现早于多细胞动物。
2、形态学上的证据
从群体鞭毛虫,如:盘藻、团藻等可以推测,群体是单细胞动物过渡到多细胞动物的中间类型。
单细胞动物 群体 多细胞动物
3、胚胎学上的证据
多细胞动物的胚胎发育要经过受精卵、卵裂、囊胚、原肠胚等阶段,均要经过单个细胞。根据“个体发育是系统发育简短而迅速的重演”这一生物发生律,也说明多细胞动物起源于单细胞动物。
二、多细胞动物起源的学说
(一)群体学说
大多数学者认为,多细胞动物起源于群体鞭毛虫类似的祖先。对此也有两种假说:
1、原肠虫学说
赫克尔提出和团藻相似的群体单细胞动物一端内陷,形成了有原肠和两胚层的原始多细胞动物。把此祖先称为原肠虫。
2、吞噬虫学说
梅契尼可夫提出,具有单层细胞的单细胞群体内,一部分细胞摄取食物后进入群体之内,形成了两胚层的实心的原始多细胞动物。把此祖先称为吞噬虫。
因现存的较低等的动物,多由细胞移入而形成两胚层。内陷法到后来才有。因此,吞噬虫学说可能更接近于事实。
(二)合胞体学说
认为多细胞动物起源于多核纤毛虫的原始类群,后生动物的祖先是具合胞体结构的多核细胞。
第四章多孔动物门
教学目的和要求:
掌握多孔动物的主要特征和分类地位。
重点:
多孔动物的主要特征和分类地位。
难点:
胚层逆转。
学时:
讲授0.5学时。
教学方法:
1、多媒体授课。
2、讲授、启发、讨论相结合。
教学过程:
多孔动物(海绵动物)是最原始、最简单的多细胞动物,但不是多细胞动物的祖先。因其个体发育规律上特殊,没有很大的发展。种类少,数量小。在演化上为一侧支,因此又名“侧生动物”。
一、结构概述
(一)细胞分化
两胚层,相当于原肠胚。
1、外皮层细胞
(1)扁平细胞 起保护作用
(2)孔细胞 形成入水小孔。
2、内皮层细胞
领细胞 有一透明的领围绕一条鞭毛。主要为吞噬作用,行细胞内消化。
3、中胶层
两细胞之间为中胶层,主要是非细胞的胶状物质。内有许多变形细胞。变形细胞是保留了胚胎期的细胞,可以形成许多种细胞。
变形细胞的功能:
(1) 输送营养物质
(2) 排出新陈代谢废物
(3) 形成造骨细胞,形成骨针。
骨针有单轴的、三轴的等。骨针含碳酸钙或二氧化硅。
三轴骨针是由三个造骨细胞融合而成。
有的无骨针,而有海绵丝,是一种纤维。是海绵丝细胞分泌形成的。
(4)变形细胞在生殖季节时能形成生殖细胞。
(二)水道系统
水沟系是多孔动物特有的结构。其生命活动都通过水道系统来完成。
水沟系有三种类型:
1、 单沟系
2、 双沟系
体壁发生折叠,在体壁形成很多鞭毛室,捕捉食物在此进行。
3、复沟系
复杂,体壁进一步折叠,管道分支多。如:浴海绵。
二、个体发育上的特殊性
个体没有雌雄的分化,但一个个体的雌雄生殖细胞不同时成熟,因此必须两个个体
受精。
受精过程:卵细胞向领细胞的基部移动,精子通过入水小孔进入海绵体内,不立即结合,精子通过领细胞的领进入领细胞内,领细胞的鞭毛和领脱落,领细胞带精子和卵结合,精卵结合后领细胞被消化。领细胞起载体作用。
受精后发育特殊。
卵裂到囊胚后,小胚泡(动物极)向内生出鞭毛,大胚泡(植物极)形成一孔,后来整个囊胚由小孔倒翻出来,内变外,鞭毛在外,称为两囊幼虫。后有鞭毛的小细胞内陷,成为内胚层,大细胞包在外面成为外胚层。
这种特殊的现象称为“逆转”或“胚层逆转”。
无性生殖为出芽生殖或形成芽球。
芽球是中胶层中的许多变形细胞聚集在一起,外面分泌一层角质膜形成的。后动物死亡,芽球沉入水底。环境适当时,壳破,发育成新的个体。
第五章腔肠动物门
教学目的和要求:
1、掌握腔肠动物的生活习性、形态、结构和机能特点,从而认识腔肠动物在演化上的意义。
2、了解腔肠动物各纲的特征、种类及与人类的关系。
重点:
腔肠动物的主要特征。
难点:
两种体型及细胞分化。
学时:
讲授2学时。
教学方法:
1、多媒体授课。
2、讲授、启发、讨论相结合。
教学过程:
一、概述
腔肠动物同海绵动物一样,也是两胚层动物,为正支,是一切多细胞动物的祖先。多生活于海洋,体现了其原始性,其体型为辐射对称,即通过其中央轴有许多切面可把身体分成两对称的部分。是一种原始的低级的对称形式。其细胞分化程度比海绵动物高的多。提高有性生殖能力。具有原始的消化腔和原始的神经系统。是两胚层动物的代表。其生活方式仍处于被动状态。
二、结构特点
(一)两类体型
1、水螅型体
特点:
(1)是一个简单的原肠阶段,囊壁由内外两个胚层及中胶层组成,口的周围有一圈触手。
(2)身体中央腔为消化循环腔,即胚胎发育中的原肠腔。若群体种类,各个个体的消化循环腔相互连通。内胚层细胞主要起消化作用,细胞内消化为主要方式,也有一部分细胞外消化。
(3)固着生活或半固着生活。有用作固着的基盘。若群体生活,在体外多有围鞘包着。有的外胚层可以分泌石灰质的骨骼。辐射对称。被动生活。
2、水母型体
相当于水螅型体压扁,呈圆盘状,中胶层加厚。突出的一面为外伞,凹入的一面为下伞。行漂浮生活。
(二)细胞的分化
细胞分化的程度比海绵动物高的多,其细胞分化的程度表明本门动物发展了一大步,并出现了最简单的组织分化,对刺激能做出反应。
1、肌细胞
是内外两胚层的主要细胞。是最原始的肌肉细胞。准确地说是皮肌细胞。
肌纤维在外胚层和体轴平行,在内胚层与体轴垂直。外皮肌细胞司运动和保护作用,内胚层细胞司消化作用。
2、刺细胞
本门动物特有。
主要分布在外胚层,特别触手上,夹在肌细胞之间。内胚层有少量。
刺细胞向外一端有一刺针,内有一细胞核和刺丝囊,主要作用是捕捉食物。刺针为触发器,受到刺激时,刺丝翻出,穿刺或缠绕,可捕捉小动物。麻醉、粘等。
刺细胞的种类很多。
一个刺细胞只能用一次。
3、腺细胞
不同位置,功能不同:
分泌消化酶(内胚层)
分泌几丁质形成围鞘
分泌粘多糖作为骨骼的一部分
分泌粘液利于固着
4、间细胞
小、圆形、未曾分化的细胞。是成体上保留的胚胎期细胞。可塑性大。
内、外胚层中都有,主要在外胚层,夹在皮肌细胞之间,成堆或零散分布。
可形成其他细胞,在生殖季节可形成两种生殖细胞。本门动物一般有再生能力,即是间细胞的作用。能补偿损失的其他细胞。
5、神经细胞
有2~3个或更多的细长突起。
没有极性,可任意方向传递兴奋————散漫(扩散)神经系统
突起相互联结形成网状————网状神经组织
未最原始、最简单的神经系统。
主要贴在内或外胚层的基部。
6、感觉细胞
夹在外胚层细胞中,末端与神经细胞相连,接受刺激。
反应较迟钝。
三、生殖和发育
(一)生殖
无性生殖、有性生殖
1、无性生殖————主要为出芽生殖。
身体的某一部位突出一芽体,和母体相似,长大后脱离母体,形成新个体。
周期短、数量大。
群体是无性生殖的结果,芽体未脱离。
温度、营养较好时,进行无性生殖。
2、有性生殖
原始的种类无生殖腺,是间细胞临时形成生殖细胞。
大部分种类有固定数目的生殖腺。
低等种类,生殖腺由外胚层形成;高等种类,生殖腺由内胚层形成。
(二)发育
一般有性生殖发生在秋末、冬初。第二年春天,受精卵形成原肠胚后,长出触手。
二氧化碳可促使精巢、卵巢的形成。
海洋生活的种类要经过一个特殊的浮浪游虫阶段,相当于胚胎发育的原肠胚阶段。外层有纤毛,能游动。
浮浪游虫是一切多细胞动物的祖先。
在水螅体和水母体同时存在的种类,有世代交替现象,在整个生活周期中必须进行无性生殖和有性生殖,缺一不可。
水螅体以无性方式产生水母体。
水母体成熟后,以有性生殖的方式产生水螅体。
四、分类
腔肠动物约有9000种。
根据动物体的形态变化,水螅体为主或水母体为主及个体发育的特点,分三纲。
(一)水螅纲
1、特征
(1)成体为水螅体,是其生活周期的主要阶段。单体或群体。
(2)只有少数种类,生活周期中只出现水母体,而水螅体极不显著。
(3)无论以何形式形成的水母体,均称为水螅水母。主要标志:在边缘有缘膜。缘膜由外胚层一层细胞形成。
多数有固定数目的生殖腺,但都起源于外胚层。
2、主要种类
水螅
只有此属生活在淡水中。
生活在洁净的水流或池塘中。
身体管状,一端附着,为基盘,另一端为口,口在垂唇末端。垂唇周围有一圈触手,5~12条。无骨骼,可向任何方向弯曲或摆动。遇刺激时,可把全身缩成一团。
体壁:外胚层 外皮肌细胞、间细胞、刺细胞、感觉细胞、腺细胞。
中胶层
内胚层 内皮肌细胞、腺细胞、间细胞等。
中心的腔为消化循环腔。水螅以水蚤等小动物为食物。内胚层腺细胞可分泌酶行细胞外消化。内皮肌细胞吞噬,行细胞内消化。消化循环腔还有输送营养的作用。
消化后的残渣又从口排出。
呼吸和排泄都通过渗透作用,从水中得到氧,同时排出二氧化碳等废物。
漫散神经系统。
具无性生殖和有性生殖。前者为出芽生殖,条件好时一个个体上同时可出现2~3个芽体。精巢和卵巢由间细胞形成,来源与外胚层。
受精卵均等卵裂,分层法形成内胚层,形成一实心原肠胚,外胚层在外分泌一层角质保护层,暂停发育,掉落水底,环境适宜时,外壳破裂,胚胎逸出,发育成小水螅。
水螅运动:滑动、翻筋斗。
在生能力强。
(2)数枝虫
群体,生活在海洋中,固着。
1)多态群体的水螅体
水螅体
生殖体
两种个体通过共肉连接。整个群体包一层透明的围鞘(几丁质)。消化循环腔相
通。
2)水母体
为幼虫阶段。
生殖体以无性生殖(出芽)方式产生水母芽,成熟后脱离子茎,由生殖鞘顶端的
开口出来,在海水中自由生活。
水母体生殖腺4个,产同型配子,受精卵发育成浮浪游虫,经一段游泳,一端固
着,发育成水螅体,进一步发育成一群体。
(3)钩手水母
水母占生活周期的主要阶段,水螅体期短且不明显。
(二)钵水母纲
全为海产。大多数是大型的水母类。为真水母。
1、生活周期和特征:
(1)水母体是主要阶段,结构复杂,中胶层特别厚,内有分散的变形细胞。
(2)水螅体只是生活周期中很少的幼虫阶段,有的种类水螅体发育不完全或无。
(3)无缘膜。生殖腺起源于内胚层。
2、主要种类
海月水母
(1)形态
消化循环腔扩大成很多辐管。口方形,四个口角有四个口腕,上有大量刺细胞。有比较复杂的感觉器官,起平衡作用等。
(2)生活周期
雌雄异体,受精场所有二:海水或胃腔。受精卵发育成浮浪游虫。固着形成水螅
体。长大后横裂,形成水母体
海蛰也属此纲。
(三)珊瑚纲
此纲动物只有水螅体,起结构较水螅纲中的水螅体复杂。其不同点为:
1、口道
是由外胚层内陷形成的,增加消化吸收的面积。
2、隔膜
是由内胚层及中胶层向内突出形成,板状,将消化循环腔分成许多小室。隔膜一般
为双数,其多少对分类由很大的作用。隔膜分一级、二级和三级隔膜。隔膜上有肌束,
其顶端有隔膜丝,包括腺细胞、刺细胞两种细胞。生殖腺就是在隔膜的内胚层中产生
的。
3、多数种类为群体,有的种类是单体。身体较小,数量很大。大部分种类有石灰质外骨骼,主要成分为碳酸钙,是由外胚层分泌而成。骨骼的形状各式各样,珊瑚的名称也常由骨骼的形状得名。随着珊瑚个体数目的增加,骨骼也不断增大,经百万年积累,形成了礁石甚至岛屿,即珊瑚礁和珊瑚岛。
主要种类:海葵,单体,无骨骼。
附:栉水母门
与钵水母纲相似。曾被列入腔肠动物门。此门动物与腔肠动物的不同点:
1、结构配置上,两侧辐射对称。
2、无刺细胞,具粘细胞,在触手上成堆排列,协助捕食。
3、具8行用作运动的栉带,栉带是由成行的栉板组成,而栉板又是由基部相连的纤毛构成。
4、中胶层中有许多分散细胞和肌细胞,可称外中胚层,原始中胚层。生殖细胞是由子午管上的上皮细胞的产生。
5、较腔肠动物略为高等。
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