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脊椎动物,生物奥赛辅导,宇文延青,第一章 脊索动物门的特征及分类,第一节 脊索动物的同特征,一、主要特征 1、幼体或成体具有脊索 2、中枢神经系统管状 3、幼体或成体具鳃裂,二、次要特征,1、肛后尾（利于水中运动） 2、心脏位于消化道腹面 3、闭管式循环（尾索动物除外） 4、内骨骼 5、后口 6、分节的肌节,三、脊索与无脊椎动物的主要区别,脊索 背神经管 咽鳃裂 肛后尾 心脏位于消化道腹面 肌肉含肌酸（无脊椎动物一般为精氨酸， 棘皮和半索动物为精氨酸+肌酸）,第二节 脊索动物门的分类,现存4万多种，分为2大类群，3个亚门。 尾索动物亚门 头索动物亚门 脊椎动物 有头类 脊椎动物亚门,原索动物 无头类,无真正的头和脑,脊索渐被脊柱取代， 脑和感官集中于前端，形成明显头部。,第二章 皮肤及其衍生物 一、皮肤的结构和机能 1 皮肤的机能 保护、感觉、分泌、调节体温、排泄、储藏养料、呼吸、运动,2 结构,表皮：外胚层,真皮：中胚层,衍生物,表皮衍生物,真皮衍生物,外骨骼：角质鳞、羽、毛、喙、爪、 蹄、指（趾）甲、虚角,腺体：皮脂腺、粘液腺、汗腺、乳腺、臭腺,骨质鳞、鳍条、骨板、实角,二、各纲比较 1 文昌鱼 表皮为单层柱状上皮，内有单细胞腺和感觉细胞，外有一层表皮分泌的角质层。真皮由胶状结缔组织组成 2 圆口类 表皮由多层上皮细胞组成，最表层的细胞也是具有核的活细胞，细胞间有单细胞腺。真皮为有规则排列的结缔组织，内含胶元纤维和弹性纤维,3 鱼类 表皮和真皮都为多层细胞组成，以单细胞腺体为主，包含少数多细胞腺，腺体多为黏液腺。有四种类型的鳞片：盾鳞（来源于表皮和真皮）、硬鳞（源于真皮）、圆鳞和栉鳞（源于真皮） 4 两栖类 仅表皮的12层细胞开始角质化，但细胞核仍存在。真皮厚而致密，内有大量多细胞黏液腺，皮下层有大的淋巴间隙和丰富的毛细血管网,5 爬行类 表皮明显分为角质层和生发层，角质层有了特化的角质鳞；蜕皮现象明显，表皮衍生物出现了爪。真皮较薄，有些种类还有真皮骨板 6 鸟类 表皮薄而柔软，有羽的地方，角质层很薄；在无羽的腿、脚部有角质鳞，鸟类的皮肤衍生物主要为羽。真皮薄，没有真皮衍生物，只具尾脂腺,7 哺乳类 皮肤厚而坚韧，真皮非常发达，皮下组织也很发达。毛为哺乳动物所特有，为表皮衍生物。另外还有爪、蹄、甲、角等表皮衍生物。皮肤腺非常发达，来源于表皮的生长层，多细胞腺，包括皮脂腺、汗腺、乳腺和臭腺。鹿角是真皮衍生物,三、变化趋势,1 表皮 由单层细胞（文昌鱼）到多层细胞（圆口类以上）； 由不角质化（圆口类、鱼类）经过轻微角质化（两栖 类）过渡到高度角质化 2 真皮 由薄（无羊膜类）到厚（羊膜类，鸟类除外） 3 外骨骼 由水栖鱼类的骨质鳞到羊膜类的角质鳞 4 腺体 由单细胞腺到多细胞腺,第三章 骨骼系统,一、机能 供肌肉附着、支持、保护、造血 协助维持钙磷代谢平衡 二、结构 骨膜、骨密质、骨松质、骨髓腔 三、硬骨的来源 软骨原骨 膜原骨,四、组成,中轴骨骼,附肢骨骼,头骨,脊柱 椎体类型,肋骨,胸骨,带骨,肢骨,肩带,腰带,前（上）肢骨,后（下）肢骨,鳍骨,双凹型椎体（鱼类、有尾两栖类、少数爬行类）,前凹型椎体（多数无尾类、多数爬行类、和鸟类的第一颈椎）,后凹型椎体（多数蝾螈和一部分无尾类）,马鞍型椎体（鸟类颈椎）,双平型椎体（哺乳类）,1 头 骨 包括脑颅和咽颅。,（1）咽颅 软骨鱼：由七对软骨弓组成。 颌弓：1对，形成上下颌。（由2对4块软骨构成） 腭方软骨：在背面左右2块，形成上颌。 麦氏软骨：在腹部左右2块， 形成下颌。,舌弓：1对。支持舌部。 （由3对6块软骨构成） 基舌软骨 组成 角鳃软骨 舌颌软骨 鳃弓：5对。支持鳃。,硬骨鱼,四足类 两栖类 执行上下颌功能的是次生颌，舌颌骨进入中耳骨化成耳柱骨，第三至第七对咽弓由于鳃的消失，变化很大，第三第四对咽弓参与舌骨器的形成，第五对形成喉头软骨，其余皆退化。 兽类 方骨进入中耳形成砧骨，关节骨形成槌骨。第三咽弓形成舌骨后角，第四咽弓形成甲状软骨，第五咽弓形成其它喉头软骨。第六、七对咽弓退化消失。爬行类出现次生腭，使内鼻孔后移。,（2）脑颅 包藏脑及视、听、嗅等感觉器官。,枕区,听（耳）区,蝶（眼）区,筛（嗅）区,（3）颌弓和脑颅连接的方式 两接型、舌接型、自接型、颅接型 （4）综观进化趋向：骨块的数目由多到少。软骨原骨块数目的减少是由于相邻骨块的愈合；膜原骨数目减少是由于骨片退化消失；各骨块间的连接由疏松而紧密而彼此愈合,2 脊柱 圆口类 终生保留有脊索，具有基背弓片和间背弓片，是原始脊椎骨萌芽 鱼类 只有躯椎和尾椎的分化 两栖类 分为颈、躯、荐、尾4区。比鱼类多了一枚颈椎（寰椎）和一枚荐椎 爬行类 分为颈、胸、腰、荐、尾5区。颈椎又多了一枚枢椎，寰椎椎体在胚胎期和枢椎相合成为齿突。具有了胸廓，荐椎数目也增多,鸟类 颈长，颈椎数目增多，椎体马鞍型，使颈部极为灵活。最后一个胸椎、全部腰椎和荐椎愈合为一个综合荐椎，和腰带相接 哺乳类 脊柱分为5区，颈椎数目比较恒定，为7枚，其余区域的数目变化较大,3 肋骨 硬骨鱼的肋骨为单头式。现代两栖类的肋骨退化，有尾两栖类的肋骨为双头式。爬行类的颈、胸、腰椎皆具肋骨，颈肋为双头式，胸肋为单头式。鸟类的5个区域都有肋骨，双头式，椎肋段和胸肋段全为硬骨。兽类的椎肋为硬骨，胸肋为软骨；有真肋、假肋和浮肋之分,4 胸骨和胸廓 鱼类没有胸骨，两栖类开始出现，其胸骨和脊柱不相连。羊膜类全有胸骨（蛇除外），且很发达 鸟类的胸骨特别发达，绝大多数具发达的龙骨突起 胸廓是由胸椎、肋骨和胸骨借关节和韧带连接而成，除具保护心、肺外，可改变容积以影响肺呼吸,5 附肢骨 （1）肩带： 硬骨鱼类的肩带通过匙骨和上匙骨与头部的后颞骨相连，这样头部的活动受到限制，心脏得到保护（鱼类没有胸骨，心脏位置靠前） 四足类肩带的膜原骨有减少的趋势，现代四足类的肩带基本上由肩胛骨、乌喙骨和锁骨组成 （2）腰带：全为软骨原骨，无膜骨加入。主要由髂 骨、坐骨和耻骨组成,（3）鳍 奇鳍可以维持身体平衡，帮助游泳；尾鳍可以控制游泳方向，推动身体前进；偶鳍则主要是维持身体平衡和改变运动方向；运动则主要靠躯体和尾的摆动。 鱼类的尾鳍包括原尾、歪尾和正尾3种 偶鳍有3种基本类型：肉鳍（总鳍鱼）、鳍褶鳍（如软骨鱼）和棘鳍（辐鳍）（见于硬骨鱼类） 鱼鳍由鳍条支持，有鳍棘和软鳍条（分为分支鳍条和不分支鳍条）,第四章 肌肉系统,一、肌肉的结构 肌纤维肌纤维膜肌内膜肌纤束肌束膜肌外膜 二、种类 骨骼肌、平滑肌和心肌,三、各纲比较 1 文昌鱼 从身体前端到后端全停留在原始肌节的形态，没有任何分化，肌节呈人字形，尖端朝向前部，相邻两个肌节间有肌隔分开。背、腹之间没有水平生骨隔，所以肌节也没有轴上肌和轴下肌之分。 2 圆口类 与文昌鱼相似，只是肌节的形状略有不同。,3 鱼类 仍然保留着肌节的形态，但出现了水平生骨隔，这个隔从脊索直达皮肤侧线所在的部位。水平生骨隔把所有的肌节分为背部的轴上肌和腹部的轴下肌两部分。 具有鳃节肌。,陆生四足类 （1）轴下肌 分化为3层：外斜肌（肌纤维向腹后方走行）、内斜肌（肌纤维向腹前方走行）及腹横肌（肌纤维基本上是背腹向的）。此外，在腹白线两侧还有狭长的腹直肌（肌纤维前后走行）。 有尾两栖类的轴下肌已分化出3层，但上述肌肉全部仍有肌隔横过，所以在外表上肌节仍很分明。从无尾两栖类开始，轴下肌的分节现象渐趋不明显，肌隔消失，各肌节相互愈合而成为肌肉束，只在腹直肌上仍可见到数条横行的腱划（inscription），代表着原始肌节分节的遗迹。 （2）轴上肌 所占比例较鱼类小，由于水平生骨隔的位置靠上，其结果是轴上肌在躯干肌中只占一小部分。,爬行类 发展了陆栖脊椎动物所特有的肋间肌和皮肤肌。 鸟类 的肌肉系统和其它羊膜类相比区别极大，这是和它们的飞翔生活方式相联系的。背部由于综合荐骨愈合，故轴上肌极不发达。仅颈部和尾端牵动尾综骨和尾羽的肌肉还比较发达。由于龙骨突的存在，轴下肌变化较大，斜肌不发达，腹横肌缺少，腹直肌退缩，在后部无分节现象。与飞翔有关的胸肌极其发达；胸肌属于附肢肌。 哺乳类 在轴下肌方面，胸部的斜肌除引伸出肋间肌外，另引出锯肌（serratus muscles），连接脊椎骨和肋骨，其作用为牵引肋骨，和呼吸相关。 膈肌（diaphragmatic muscles）是哺乳动物所特有的肌肉，在胚胎发生上来自颈部轴下肌，以后向下移位到胸腹腔之间，参与形成横膈，支持它的膈神经是由颈神经的分支汇合形成。 颈部最大的轴上肌夹肌（splenius），则是爬行类所没有的。,（3） 外生眼球肌,（4） 附肢肌 附肢肌可分为两组：一组是外生肌，起点在附肢以外（躯干中轴骨骼或躯干的结缔组织），止点在附肢骨上，收缩的结果，能使整个附肢依躯体作相对应的运动；另一组是内生肌，起于带骨或起于附肢骨近端部，止于附肢骨远端部，收缩的结果仅能使附肢本身动作。,第五章 消化系统,消化管：口、咽、食道、胃、肠、泄殖腔（窦）,消化腺：口腺、肠腺、肝脏、胰脏,一、口腔（齿、舌、口腺） 1 齿 伴随着颌的出现而产生 同型齿/异型齿 多出齿/一出齿 端生齿（侧生齿）/槽生齿 2 舌 首次出现于圆口类 圆口类：象气筒中的活塞、舌端具角质齿 鱼类：无舌内肌 两栖类：具舌内肌，能伸缩 鸟类：表面角质化 哺乳类：具有味蕾,3 口腺 圆口类：有特殊的口腺（抗凝血） 鱼类：无 两栖类：具颌间腺 爬行类：唇腺、腭腺、舌腺、舌下腺、毒腺 鸟类：具有消化酶（食谷鸟类） 哺乳类：耳下腺、颌下腺和舌下腺,4 食道和胃 鱼类开始出现胃 爬行类的食道随颈部的延长而延长 鸟类有嗉囊 5 肠 圆口类、鱼类：肠无明显分化 两栖类：分化为大小肠 爬行类：出面盲肠 鸟类和哺乳类：在大小肠进一步分化,6 泄殖腔和泄殖窦 泄殖腔：软骨鱼、两栖类、爬行类、鸟类 和哺乳类的单孔类 泄殖窦：圆口类、硬骨鱼类和哺乳类 7 肝脏和胰脏 文昌鱼：肝盲囊 圆口类：独立的肝脏 软骨鱼：独立的胰脏,第六章 呼吸系统,呼吸道：鼻、咽、喉、气管、支气管,肺/鳃：注意肺与鳃同功不同源，肺与 鳔同源,1 鳃 鳃是鱼类适应水中生活的一个重要结构。软骨鱼类和硬骨鱼类的鳃具有不同的特点：软骨鱼类的鳃比较原始，鳃裂开口于体外，鳃隔发达，每侧具有四个全鳃、一个半鳃；硬骨鱼类的鳃裂外侧有鳃盖保护，鳃隔退化，每侧有四个全鳃。,2 陆生脊椎动物呼吸系统的演化 （1）面积逐渐扩大 （2）呼吸机械装备日益完善 两栖类：口咽腔呼吸 爬行类：具胸廓，靠肋间肌收缩改变胸腔容积 鸟类：具气囊，飞行时进行双重呼吸 哺乳类：具横膈，混合式呼吸,（3）呼吸道与消化道渐趋分开 两栖类：口腔交叉 爬行类的鳄类和哺乳类：具完整的次生腭，消化道与呼吸道分开。,（4）呼吸道进一步分化 两栖类：喉与气管分化不明显 爬行类：出现气管与支气管的分化 鸟类：具备完整的骨质气管环支持气管、鸣管、 鸣肌 哺乳类：喉构造复杂，声带位于喉部（不同于鸟 类）,第七章 排泄系统,一、肾的类型,1 全肾或称原肾 理论上的最原始肾脏称为全肾或原肾。在现代生存的动物中，仅盲鳗幼体和蚓螈幼体中具有全肾。,2 前肾 前肾位于体腔前端背中线两侧，呈小管状分节排列，每一前肾小管的一端开口于体腔，开口处呈漏斗状，其上有纤毛，称肾口（nephrostome），小管的另一端汇入一总的导管，称前肾管（pronephric duct），末端通入泄殖腔。在肾口的附近有血管丛形成的血管球（glomerulus），它们以过滤的方式将血液中所含的代谢废物排入体腔中，借助于肾口处纤毛的摆动，将体腔中的废物收集入肾小管中，再经前肾管由泄殖腔排出体外。这种一端开口于体腔，一端通体外的前肾小管，和无脊椎动物中环节动物的肾管是相近似的。,3 中肾和背肾 背肾是指无羊膜类成体的肾，中肾是指羊膜类胚胎时期在前肾之后依次出现的肾，位于体腔中部。中肾小管向侧面延伸，与纵行的前肾管相通，这时前肾管就改称为中肾管（mesonephric duct）。 中肾小管的一端开口于中肾管，另一端膨大内陷成为一个双层的杯状囊，即肾球囊，把血管球包在囊中，共同形成一个肾小体。由体腔联系到血管联系是动物排泄的一大进步。 当形成中肾时，原来的前肾管纵分为2管：一为中肾管，或称吴氏管（Wolffian duct）；另一为牟勒氏管（Mllerian duct），在雌体即为输卵管，这种情况见于软骨鱼和有尾两栖类。其它大多数脊椎动物的情况是前肾管不纵裂为二，待前肾退化时，前肾管即转为中肾管，牟勒氏管的形成是由靠近中肾腹外侧部的腹膜先内陷形成一槽，再包卷成一条管子。 人的胚胎在4周龄时开始出现中肾小管，2月龄时最为发达，肾小体的数目达到80个，但仅30个左右具有泌尿功能。当后端的中肾小管形成的时候，前面最早出现的中肾小管已开始退化。当胚胎达到40mm时，中肾小管即已退化。,4 后肾 后肾是羊膜动物成体的肾脏，其发生时期和生长的部位都在中肾的后面。后肾发生以后，中肾管（吴氏管）失去了导尿功能，在雄性完全成为输精管，在雌性则退化。牟勒氏管在雌性成为输卵管，在雄性则退化。,二、输尿管 七鳃鳗：中肾管为输尿管 软骨鱼：中肾管为输精管，副肾管输尿 硬骨鱼：中肾管为输尿管 两栖类：中肾管输尿兼输精 羊膜类：后肾,三、膀胱 1 无膀胱：圆口类、软骨鱼、部分爬行类、鸟类（除鸵鸟外） 2 导管膀胱 中肾管膨大形成。硬鳞鱼、硬骨鱼 3 泄殖腔膀胱 泄殖腔腹壁突出形成。肺鱼、两栖类、哺乳类中的单孔类 4 尿束膀胱：尿囊柄基部膨大形成。少数爬行类和哺乳类,四、肾外排盐结构 海产硬骨鱼：泌氯腺 软骨鱼：直肠腺 蜥蜴：盐腺,第八节 生殖系统,1 鱼类 生殖器官主要由生殖腺和生殖导管两部分组成，生殖腺一般都成对，左右对称。 卵生、卵胎生、假胎生 性逆转,2 两栖类 雄性生殖腺有一对睾丸，产生精子；肾管有输精和输尿的功能。雌性具一对输卵管、子宫。雌性的输卵管和输尿管是分开的。变态发育。,3 鸟类 雄性生殖系统具有成对的睾丸和输精管，输精管开口于泄殖孔。雌性生殖系统，只有左侧卵巢和输卵管。体内受精、体外发育，有筑巢、孵卵、育雏行为。 幼鸟的类型有两种：一种是早成鸟，刚孵出则体被绒毛，眼已睁开，可随亲鸟觅食，如雁形目、鸡形目；另一种是晚成鸟，刚孵出时体表光裸或仅具稀绒毛，眼未睁开，需亲鸟喂食，如隼形目、雀形目等。,3 哺乳类 胎生、哺乳。 注意：真正的交配器是从爬行纲开始的。,第九章 循环系统,弄清心脏在各类脊椎动物中的组成结构； 掌握脊椎动物主动脉弓的演化情况 掌握门静脉的概念，了解各类脊椎动物的静脉系统的比较及其演变趋势,一、组成 血液、心脏、血管、淋巴系统,二 各纲心脏比较,鱼类心脏 静脉窦 一心房 一心室 动脉圆锥,二 各纲心脏比较,1 圆口类心脏 静脉窦 一心房 一心室,2 鱼类心脏 静脉窦 一心房 一心室 动脉圆锥（软骨鱼） 动脉球（硬骨鱼）,3 两栖类,皮肤呼吸：成体的辅助性呼吸 鳃呼吸：幼体的呼吸形式 （2）不完全的双循环,4 爬行类,血液循环仍为不完全双循环 心室不完全分隔，多氧血和缺氧血混合程度较两栖类低。鳄类心室完全分隔为左右心室。 由于不完全血液循环，氧气供应不充分，其新陈代谢水平仍低，加上体温调节不完善，仍是变温动物。仍需蛰眠。,5 鸟类和哺乳类 四腔心脏,三、各纲动脉系统比较,四、静脉系统比较,1 鱼类的静脉系统 一对前主静脉收集从头部来的血液，一对后主静脉收集从身体后部和肾脏来的血，一对侧腹静脉收集从体侧和偶鳍来的血液。前、后主静脉在身体两侧各汇合成一总主静脉（或称居维叶氏管），最后通入静脉窦。侧腹静脉也汇入总主静脉。门静脉包括肝门静脉一条和肾门静脉一对，前者收集从消化道来的血液入肝，后者汇集从尾部来的血入肾。这种“H”型主静脉的体静脉系统是水栖脊椎动物所特有的。,2 两栖类的静脉系统 （1）前大静脉代替了前主静脉，由于后主静脉消失，总主静脉和前主静脉合成前大静脉，锁骨下静脉注入前大静脉内。 （2）后大静脉代替了后主静脉，后主静脉因失去重要性在无尾类完全退化。后大静脉早在肺鱼即已出现，后大静脉形成后，汇集来自肝、肾、及后肢来的血液直接回心脏静脉窦。 （3）腹静脉代替了侧腹静脉。 （4）由于肺的出现，相应的出现了肺静脉，肺静脉直接回左心房。肺静脉和肺鱼的鳔静脉是同源的结构（肺鱼的鳔静脉直接返回心房的左侧）。,3 爬行类的静脉系统 爬行动物的静脉系统和无尾两栖类近似，但肾门静脉已显示退化。,4 鸟类的静脉系统 肾门静脉已退化。 尾肠系膜静脉为鸟类所特有，该静脉由尾静脉分出，向前和肝门静脉汇合。 腹壁上静脉（或称肠上静脉）（epigastric vein）为新出现的一条小静脉，汇集由肠系膜来的血液，注入肝静脉。,5 哺乳类的静脉系统 肾门静脉完全消失。 奇静脉和半奇静脉。,四、淋巴