1、第二章第二章 动物生物学的基本原理动物生物学的基本原理-v特定的组构v新陈代谢v生长与生殖v遗传、变异与适应、进化v稳态v应激性第一节 生命的物质基础l 生命的主要特征生命的主要特征-v生命的基本结构单位是细胞v由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系。v特定组构特定组构-v新陈代谢新陈代谢-v生长与生殖生长与生殖 生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。-v遗传、变异与适应、进化遗传、变异与适应、进化 生物体有自己特有的生活环境，其结构和功能总是在这种环境条件下的生存和延续。-v稳态稳态 生物体不受外界环境变化的影响，维持自身的相对稳定状态。可以表现在不同的生命层次上。-v应激性与活动性
2、应激性与活动性-l生命的物质基础生命的物质基础生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似 组成生物体的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以上7种元素约占生物体的99.35%，其中C、H、O、N 4种元素占96%。-生物体离不开水，它的特性符合生物生存需要。它具有较强的凝聚力和表面张力，有束缚水（bound water)和自由水(free water)两种存在状态。-v水是极性分子v水分子之间会形成氢键v液态水中的水分子具有内聚力v水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化v冰比水轻v水是极好的溶剂v水能够电离-v渗透压平衡v酸碱平衡v钠、钾、钙离子平衡-l 结构蛋白l 收缩蛋白l 贮藏蛋白
3、l 防御蛋白l 转运蛋白l 信号蛋白l 酶-核酸贮存遗传信息，控制蛋白质的合成。核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),都是由许多顺序排列的核苷酸组成的大分子。贮存遗传信息的特殊DNA片段称为基因，它编码蛋白质的氨基酸序列，从而决定蛋白质的功能。通过蛋白质的作用，DNA实际上控制着细胞和生物体的生命过程。DNA控制蛋白质的合成是通过RNA来实现的，即遗传信息由DNA转录到RNA，后者决定蛋白质的氨基酸序列。-脂类是脂肪、磷脂、类固醇等类化合物的总称。脂类分子也含C、H、O 3种元素，但H:O远大于2，有些脂含P和N，各种脂类分子的结构可以差异很大。脂类不溶于水，可溶于非极性溶剂。脂
4、类是生物膜的主要成分；脂肪氧化时产生的能量大约是糖氧化时的二倍。生物表面的保护层/保持体温/生物活性物质。-糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比例 为1:2:1，一般化学通式为(CH2O)n。葡萄糖C6H12O6,蔗糖C12H22O11 脱氧核糖C5H10O4，乙酸C2H4O2 糖是生物代谢反应的重要中间代谢物，还可构成核酸和糖蛋白等重要生物成分、糖又是生命活动的主要能源。糖类包括小分子的单糖、寡糖和由单糖构成的大分子的多糖。-重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等。重要的双糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等。重要的多糖有淀粉、糖原、纤维素、氨基葡聚糖等。-第二节 动物细胞、组织、
5、器官和系统l细胞细胞-1665年Robert Hooke Anton van Leeuwenhoek-n细胞的大小和形态细胞的大小和形态 在生物界，细胞大小悬殊，形态各异。最小的细胞：独立生活的支原体（mycoplasm)，直径仅0.1m。最大的细胞：非洲驼鸟蛋直径10cm，重达1300克。一般的细胞：直径在10100 m之间。重量在110-12 110-6 g之间。-动物细胞结构模式图动物细胞结构模式图n真核细胞的基本结构真核细胞的基本结构-植物细胞结构模式图植物细胞结构模式图-质膜的的结构模型质膜的的结构模型-l组织组织v根据形态、功能和发生情况，将动物组织分为：根据形态、功能和发生情况，
6、将动物组织分为：v上皮组织上皮组织(epithelial tissue)(epithelial tissue)v结缔组织结缔组织(connective tissue)(connective tissue)v肌肉组织肌肉组织(muscular tissue)(muscular tissue)v神经组织（神经组织（nervous tissue)nervous tissue)-由许多排列紧密而有规则的细胞和少量间质所组成，分布于体表和内脏器官以及各种管、腔、囊的内表面，具有保护、吸收、排泄、分泌、呼吸、感觉等功能。根据分布、功能和形态结果，上皮组织又分为被覆上皮、腺上皮和感觉上皮。v上皮组织覆盖在身
7、体及其各部分的表面上上皮组织覆盖在身体及其各部分的表面上-腺上皮-由细胞及包埋在基质中的胞外纤维所组成。分布于身体各处，把机体的各种组织联系起来，具有支持、保护、营养、修复和物质运输等功能。通常将其分为疏松结缔组织、致密结缔组织、脂肪组织、网状结缔组织、软骨、骨、血液。v结缔组织结缔组织-疏松结缔组织（loose connective tissue）广泛存在于各器官、组织之间。其结构特点是基质多、纤维少、结构疏松。具有连接、支持、防御、传递营养和代谢产物等多种功能。-致密结缔组织（dense connective tissue）是一种以纤维为主要成分的固有结缔组织，纤维粗大，排列致密，以支持和
8、连接为其主要功能。根据纤维的性质和排列方式，可区分为以下几种类型v规则的致密结缔组织：主要构成肌腱、肌腱膜。v不规则的致密结缔组织：见于真皮、硬脑膜、巩膜及许多器官的被膜等。v弹性组织（elastic tissue）：是以弹性纤维为主的致密结缔组织。粗大的弹性纤维或平行排列成束，如韧带；或编织成膜状，如弹性动脉中膜，以缓冲血流压力。-v脂肪组织（adipose tissue）主要由大量群集的脂肪细胞构成，由疏松结缔组织分隔成小叶。具有储存脂肪、支持、保护、参与能量代谢和维持体温等作用。单泡脂肪细胞和多泡脂肪细胞超微结构模式图脂肪组织脂肪组织-v网状组织（reticular tissue）是造血
9、器官和淋巴器官的基本组织成分，由网状细胞、网状纤维和基质构成。网状组织为淋巴细胞发育和血细胞发生提供适宜的微环境。网状组织网状组织-v软骨:由软骨细胞、纤维和基质组成，表面包以致密结缔组织构成的软骨膜。v透明软骨、纤维软骨和弹性软骨软骨组织软骨组织软骨细胞软骨细胞细胞间质细胞间质纤维纤维胶原原纤维胶原原纤维 透明软骨透明软骨弹性纤维弹性纤维 弹性软骨弹性软骨胶原纤维胶原纤维 纤维软骨纤维软骨 基质基质-v骨组织：由骨细胞、细胞间质构成，由致密结缔组织构成的骨膜包被。骨骨骨组织骨组织细胞间质细胞间质（骨质）（骨质）有机成分有机成分无机成分无机成分细胞细胞骨原细胞骨原细胞成骨细胞成骨细胞骨细胞骨细
10、胞破骨细胞破骨细胞骨膜骨膜骨髓骨髓-v血液：-由肌肉细胞组成，也称肌纤维。它能将化学能转变为机械能，使肌纤维收缩，与骨骼配合，完成机体的运动。肌组织肌组织肌细胞（肌纤维）肌细胞（肌纤维）细胞间质：结缔组织、血管、神经细胞间质：结缔组织、血管、神经分类：骨骼肌、心肌、平滑肌v肌肉组织肌肉组织-图 7-8 骨 骼 肌 结 构 模 式 图 （1）一 块 骨 骼 肌 示 肌 外 膜，肌 束 膜，肌 内 膜 （2）图（1）的 局 部 放 大 示 骨 骼 肌 细 胞 的 纵 横 断 面 以 及 肌 内 膜 和 肌 束 膜 肌 细 胞 肌 内 膜 肌 束 膜 肌 细 胞 核 成 纤 维 细 胞 肌 外 膜
11、肌 原 纤 维 肌 细 胞 肌 束 膜 肌 内 膜 肌 膜 肌 膜 （1）（2）-v神经组织神经组织神经组织神经组织神经细胞神经细胞(神神经元）：经元）：神经胶质：神经胶质：结构和功能单位，接受结构和功能单位，接受刺激、传导冲动和内分刺激、传导冲动和内分泌功能泌功能支持、营养、绝缘和防支持、营养、绝缘和防御等作用御等作用-神经元模式图神经元模式图-l器官和系统器官和系统由几种不同类型的组织集合在一起，形成具有一定形态结构和生理功能的结构，称为器官。可分为实体器官和管状器官。-由功能上密切联系的若干器官共同集合来完成一定的生理功能，即成为系统。-v皮肤系统v骨骼系统v肌肉系统v消化系统v循环系统
12、v免疫系统v呼吸系统v排泄系统v内分泌系统v神经系统v生殖系统-第三节 动物早期胚胎发育和基本规律l受精受精-l卵裂：卵裂：受精卵经过多次分裂，形成很多分裂球的过程，称为受精卵经过多次分裂，形成很多分裂球的过程，称为卵裂卵裂。-海胆胚胎发育模海胆胚胎发育模式式前两次卵裂通过动植物轴，沿经线进行经裂；第3次卵裂沿赤道方向进行，垂直于动植物轴纬裂。-v卵裂的形式依细胞分裂是否彻底可分为完全卵裂和不完全卵裂。-v完全卵裂（total cleavage）整个卵参加分裂，多见于少黄卵；均等分裂(equal cleavage)：卵黄分布均匀的均黄卵，形成分裂球大小相等，如海胆、文昌鱼；不等分裂（unequ
13、al cleavage）：卵黄分布不均匀，形成的分裂球大小不等，如软体动物、蛙类等。-v不完全卵裂（partial cleavage）：多见于多黄卵，卵黄多，细胞分裂受阻，卵裂只在不含卵黄的部位进行。盘裂（discal cleavage）：分裂局限于胚盘（blastoderm）处，如乌贼、鸡卵；表面卵裂（peripheral cleavage）：分裂只限于卵的表面者，如昆虫卵。-v卵裂的后期，分裂球排列在一个中空的球形表面，形成一层囊胚（blastula）l囊胚的形成囊胚的形成-v腔囊胚腔囊胚 ：均黄卵或少黄卵经多次全裂，形成皮球状的囊胚，中间有较大的囊胚腔，这种囊胚叫腔囊胚。凡全裂又等裂的类
14、型，都形成腔囊胚。v实心囊胚实心囊胚 有些全裂卵，由于分裂球排列紧密，中间没有腔，或者分裂初期尚有裂隙存在，以后被分裂球挤紧而消失成为实心球体，这种囊胚称为实心囊胚。水螅、水母，某些环节动物和软体动物的囊胚属此类型。v表面囊胚表面囊胚：中黄卵进行表面卵裂，到囊胚期由一层分裂球包在一团实体的卵黄外面，没有囊胚腔。如昆虫的囊胚。v盘状囊胚盘状囊胚：硬骨鱼类、爬行类、鸟类等典型的端黄卵进行盘状卵裂，形成盘状的囊胚，盖于卵黄上，称为盘状囊胚。-v继囊胚期之后，胚胎开始形成原肠腔（gastrocoel）将来的消化腔。原肠胚约含有1000个细胞。v这一阶段的胚胎称为原肠胚，胚胎发育期为原肠期。l原肠胚的形
15、成原肠胚的形成-原肠形成方式v原肠胚的细胞移动过程，称为原肠形成（gastrulation）或原肠作用。原肠形成的方式各类动物不同，主要的方式有：-v内陷（内陷（invaginationinvagination）v内移（内移（migrationmigration）v分层（分层（delaminationdelamination）v内转（内转（involutioninvolution）v外包（外包（epibolyepiboly）-v根据胚胎发育中胚孔的形成发展，将3胚层多细胞动物分为：v原口动物（Prolostomia）、后口动物（Deuterostomia）。v原口动物 胚孔成为成体的口扁形动物
16、、纽形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物等。v后口动物 胚孔成为成体的肛门（或者封闭），成体的口是在胚孔相当距离之外重新形成的棘皮动物、半索动物、所有的脊索动物。-中胚层的形成v三胚层动物在内、外两胚层形成之后继续发育，在内外胚层之间形成中胚层（mesoderm）v在中胚层之间形成的空腔即体腔（coelom）真体腔。v中胚层形成的方法有以下两种动物的胚层与体腔动物的胚层与体腔-端细胞法端细胞法（telocells methodtelocells method）v在胚孔的两侧，内外胚层交界处各有一个细胞分裂成细胞团，形成索状，并向内外胚层之间伸展，形成为中胚层。v由于中胚层之间的真体腔
17、是中胚层细胞向内和向外裂开形成的，故称裂体腔（schizocoel），端细胞法又称为裂体腔法（schizocoelous method）。v原口动物均以裂体腔法形成中胚层和体腔。v高等脊索动物也由这一方式形成中胚层、体腔，但具体的形成过程更复杂-体腔囊法体腔囊法（coelesac methodcoelesac method）v在原肠背部两侧，内胚层向外突出成对的囊状突起，称体腔囊（coelom sac）；v体腔囊逐渐发育增大并与内胚层脱离，v在内外胚层之间逐步扩展成为中胚层中胚层，中胚层包围的腔为体腔。v由于体腔囊来源于原肠，故又称肠体腔，此法又名肠体腔法（enterocoelous meth
18、od）。v后口动物后口动物（棘皮、毛颚、半索、原索动物）由肠体腔法形成中胚层和真体腔。-l神经胚的形成与器官构建神经胚的形成与器官构建 v内胚层的变化v中胚层的变化v外胚层的变化-神经管和神经嵴的发生-动物结构体制(body plan)的建立，体腔和体节是反映动物体整个结构和功能机制演变的重要标志，它导致动物有更强的适应环境和生存的能力，分布的环境和空间也随之扩大。第四节 动物形态学基础概念-l体制体制 体制通常指动物身体的对称性(symmetry)，即机体各部分的布局比例。动物的体形多种多样，大致分为以下几类：不对称辐射对称两侧对称-v无体腔 v假体腔 v真体腔 v混合体腔 l体腔体腔-v同
19、律分节 v异律分节l体节体节-第五节 动物分类的基础知识l生物分界生物分界-表1 全球主要生物类群的物种数v生物类群生物类群已描述的物种数（万种）已描述的物种数（万种）估计存在的物种数（万种）估计存在的物种数（万种）v病毒病毒 0.4 0.4 40 40v细菌细菌 0.4 0.4 100 100v真菌真菌 7.2 7.2 150 150v原生动物原生动物 4.0 4.0 20 20v藻类藻类 4.0 4.0 40 40v高等植物高等植物 27.0 27.0 32 32v线虫线虫 2.5 2.5 40 40v甲壳动物甲壳动物 4.0 4.0 15 15v蜘蛛类蜘蛛类 7.5 7.5 75 75v
20、昆虫昆虫 95.0 95.0 800 800v软体动物软体动物 7.0 7.0 50 50v脊椎动物脊椎动物 4.5 4.5 5 5v其他其他 11.5 11.5 25 25v总计总计 175.0 175.0（其中动物约（其中动物约125125万）万）1362 1362-生物的分界v两界法：植物和动物（夏商代：公元前21-11世纪，古希腊的Aristotle：公元前384-322）；v三界法：原生生物界、植物界和动物界（19世纪德国的Haeckel，18341919）。v 五界法：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界（1969，Whittaker）。四界说：原核生物界、植物界、真菌界
21、、动物界（Leedale,1974）。v 六界说：病毒界、细菌界、蓝藻界、植物界、真菌界和动物界（1979，陈世骧）。v五界系统被比较多的学者所接受。-原生生物界原生生物界原核生物界原核生物界真菌界真菌界动物界动物界植物界植物界-l物种的概念物种的概念 v物种（Species）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。v物种是客观存在于自然界的生命形式。v在实际工作中，一般是从两个种群的形态学差异和地理学上的种群分布范围来识别种。-亚种与品种v亚种（subspecies）：
22、物种内部由于地理上充分隔离后所形成的形态上有一定差别的群体。如东北虎和华南虎。丰富的亚种保证了物种能够适应于各种不同的生态环境。如果消除了地理隔离，亚种可互相交配和繁衍。v品种（variety or breed）：经过人工选择，物种内部所产生的具有特定经济性状或形态的群体。如：家鸭可分为肉用型（如：北京鸭）、卵用型（金定鸭）和卵肉兼用型（土北鸭）等不同品种。-v国际上对生物的学名（scientific name）统一规定了命名方法：物种的命名法“双名法”，亚种的命名法“三名法”。v物种的命名法“双名法”；物种的学名是由两个拉丁字或拉丁化的文字（用斜体字表示！或者在学名下面划横线标注）所组成。物
23、种的命名规则-狼狼 意大利蜜蜂意大利蜜蜂动物界动物界Animal 动物界动物界Animal脊索动物门脊索动物门Chordata 节肢动物门节肢动物门Arthropoda哺乳纲哺乳纲Mammalia 昆虫纲昆虫纲Insecta食肉目食肉目Carnivora 膜翅目膜翅目Hymenoptera犬科犬科Canidae 蜜蜂科蜜蜂科Apidae犬属犬属Canis 蜜蜂属蜜蜂属Apis狼狼 lupus 意大利蜜蜂意大利蜜蜂mellifera学名学名 Canis lupus Apis melliferav前面一个文字为属名，前面一个文字为属名，第一个字母要大写第一个字母要大写，后面的，后面的文字为物种名。
24、文字为物种名。-l分类系统分类系统 林奈1735年发表的”自然系统“提出分类法，它是等级制，具有不同层次，一个等级称为阶元(category)。按照动物之间的异同程度、亲缘关系的远近，根据动物的相似特征，将动物划分为界、门、纲、目、科、属、种等7个分类等级。-界界(kingdom)门门(phylum)纲纲(class)目目(order)科科(family)属属(genus)种种(species)-v在分类等级中，物种是分类的基本单元。几个相近的物种归并为同一属，几个相近的属归并为同一科，依此类推，一直到分类的最高等级界。v有时为了更精确地表示动物间的相似程度，在纲、目、科、属、种之前加上总（S
25、uper-），在门、纲、目、科、属、种之后加上（Sub-），于是就有了总纲、亚纲之类的名称。-动物的分类系统v动物界根据动物体细胞的数量而分为单细胞的原生动物（Protozoa）和多细胞的后生动物（Metazoa）两个类型。v后生动物又可根据胚层分化、体制、体腔、身体分节、附肢性状、脊索和脊椎构造等又分为30多个门。-动物界分门（动物界分门（*分类位置尚不确定，本表暂列于此）分类位置尚不确定，本表暂列于此）分分 类类 特特 征征 序号序号 门门 的的 名名 称称 种种 数数 单细胞（原生动物）单细胞（原生动物）1 原生动物门原生动物门 Protozoa 44000 多多细细胞、胞、后后生生动动
26、物物 中生动物中生动物 2 中生动物门中生动物门 Mesozoa*50 侧生动物侧生动物 3 海绵动物门海绵动物门 Spongia 5000 4 扁盘动物门扁盘动物门 Placozoa*1 真真后后生生动动物物 二 胚二 胚层、层、辐 射辐 射对称对称 5 腔肠动物门腔肠动物门 Coelenterata 9000 6 栉水母动物门栉水母动物门 Ctenophora*100-分分 类类 特特 征征 序号序号 门门 的的 名名 称称 种种 数数 多多 细细 胞、胞、后后 生生 动动 物物 真真 后后 生生 动动 物物 三三胚胚层层、两两侧侧对对称称 无体腔无体腔动物动物 7 扁形动物门扁形动物门
27、Platyhelminthes 15000 8 纽形动物门纽形动物门 Hemertinea 700 9 颚胃动物门颚胃动物门 Gnathestomulide 100 假体腔假体腔动物动物 10 腹毛动物门腹毛动物门 Gastrotricha 400 11 轮形动物门轮形动物门 Rotifera 1800 12 吻动物门吻动物门 Kinorhyncha 100 13 线虫动物门线虫动物门 Nematoda 15000 14 线形动物门线形动物门 Nematomorpha 250 15 棘头动物门棘头动物门 Acanthocephala 500 16 内肛动物门内肛动物门 Entoprocta 9
28、0-分分 类类 特特 征征 序号序号 门门 的的 名名 称称 种种 数数 多多 细细 胞、胞、后后 生生 动动 物物 真真 后后 生生 动动 物物 三三胚胚层层、两两侧侧对对称称 裂裂 体体 腔腔 动动 物物 17 软体动物门软体动物门 Mollusca*110000 18 鳃曳动物门鳃曳动物门 Priapulida 10 19 星虫动物门星虫动物门 Sipunculida 300 20 缢虫动物门缢虫动物门 Echiurida 100 21 环节动物门环节动物门 Annelida*9000 22 须腕动物门须腕动物门 Pogonophora 100 23 有爪动物门有爪动物门 Onychop
29、hora 70 24 缓步动物门缓步动物门 Tardigrada 400 25 舌形动物门舌形动物门 Pentastomida 90 26 节肢动物门节肢动物门 Arthropoda 1000000 27 外肛动物门外肛动物门 Ectoprocta 20000 28 帚虫动物门帚虫动物门 Phoronida 10 29 腕足动物门腕足动物门 Brachiopoda 300-分分 类类 特特 征征 序号序号 门门 的的 名名 称称 种种 数数 多多细细胞、胞、后后生生动动物物 真真 后后 生生 动动 物物 三三胚胚层层、两两侧侧对对称称 肠肠 体体 腔腔 动动 物物 30 毛颚动物门毛颚动物门 Chaetognatha 50 31 棘皮动物门棘皮动物门 Echinodermeata 6000 32 半索动物门半索动物门 Hemichordata 80 33 脊索动物门脊索动物门 Chordata 70000-结束!-
