动物生物学3-3原生动物.ppt

3 3单细胞的真核生物 原生动物门 Protozoa 1 进化地位2 生物学特性3 3 1结构与功能3 3 2原生动物门的分类3 3 3原生动物与人类的关系 原生动物的发现 后来许多科学家对原生动物结构特征进行了长期系统和细致的研究 并发现了许多新种以及这些原生动物与人类的关系 经济意义 绿眼虫草履虫团藻钟形虫喇叭虫变形虫毛口虫单胞藻唇滴虫等 荷兰学者列文虎克 A vanLeeuwenhoek 1674在池塘水和污水滴中 放大270倍的情况下 发现了中发现细菌和原生动物 1 进化地位 分子生物学 古生物学的研究表明 原生生物是目前已知的最原始的真核生物 原生动物是动物界里最原始 最低等的动物类群 为什么 2 生物学特性 身体由单个细胞或单细胞群体构成 营养方式 植物性营养 动物性营养 渗透性营养 繁殖方式 包括无性生殖和有性生殖 棒棰虫 Dileptus 分布 原生动物分布很广 生活在淡水 海水以及潮湿的土壤中 也有不少种类是寄生的 对人类健康和经济动物的养殖可造成极大危害 大小 一般都很微小 肉眼不易见到 最小的种类仅2 3微米 如利什曼原虫 在一个细胞内可以找到200个 形态多种多样 除单细胞的个体外 也有由几个以上的个体聚合而成的群体 例如 盘藻 空球藻 实球藻 团藻等 在环境不良的条件下 大多数原生动物可形成包囊度过不良环境 身体由单个细胞构成 构成原生动物体的单个细胞 一方面具有一般细胞所具有的基本结构 细胞质 细胞核 细胞膜 另一方又具有一般动物所表现的各种生活机能 例如 运动 消化 呼吸 排泄 感应 生殖等 因此它和高等动物体内的一个细胞不同 而和整个高等动物体相当 是一个能营独立生活的有机体 目前已经命名的原生动物64 000种 其中一半以上是化石种类 3 3 1结构和功能 1 原生动物的外形 细胞膜 细胞质与细胞核1 外形 眼虫 Euglena 生活在有机物质丰富的水沟 池沼或缓流中 温暖季节可大量繁殖 常使水呈绿色 眼虫体呈绿色 梭形 长约60 m 前端钝圆 后端尖 在虫体中部稍后有一个大而圆的核 变形虫 AmoebaprateusP 生活在清水池塘 藻类较多的水中 可以不断改变体形 体表任何部位都可临时性的突起 形成伪足 伸缩泡 外质 质膜 食物泡 细胞核 伪足 草履虫 生活在淡水中 池沼 小河 形状很像草鞋 全身长满了纵行排列的的纤毛 具有口沟 细胞核两个 运动时旋转向前运动 除此之外 原生动物还有许多其它形状的个体 但都具有细胞膜 细胞质 细胞核 2 细胞膜 原生动物的细胞膜又称为表膜 是覆盖在体表的具有弹性的膜 使虫体保持一定形状 帮助虫体运动 例如 眼虫体表覆以具弹性的 带斜纹的表膜 pellicle 表膜覆盖整个体表 胞咽 储蓄泡 鞭毛等 有一些在表膜外还覆以保护性外壳 由细胞本身分泌形成 如表壳虫 几丁质 有孔虫 钙质 放射虫 硅质骨针 比较坚硬 砂壳虫 Difflugia 是由外来砂粒被胶质粘合形成的壳 壳内虫体结构与变形虫相似 3 细胞质 表膜之下是细胞质 原生动物的细胞胞质可分为内质 外质2部分 外质 透明 无颗粒 内质 有颗粒 易于流动 例如 变形虫 外质 内质 凝胶质 溶胶质 草履虫 表膜下有一些小杆状结构与表膜垂直排列 称为刺丝泡 开口于表膜上 具有防御机能 如5 的亚甲蓝溶液试验 内质也具有流动性 4 细胞核 多数只有一个 少数有2个或多个核 根据染色质的多少以及分布情况分为两种 1 泡状核 染色质较少 分布不均匀 2 致密核 染色质多 均匀致密散布核中 有些具有2种核 如草履虫 2 运动 纤毛 鞭毛 伪足 鞭毛 细长 数目少 一般1 4根 鞭毛虫 也有多条 披发虫 纤毛 较短 数目多 一般覆盖在整个体表 如草履虫 伪足 依靠原生质中凝胶质和溶胶质的流动 如变形虫 纤毛 伪足运动实质 肌动蛋白丝在其球蛋白丝上滑动 3 排泄与渗透 伸缩泡 原生动物体内含有大量水分 这些水通过食物吞食和体表渗透进入体内 怎样才能保持水平衡呢 伸缩泡多数原生动物体内 都有一种调节水分胞器 通过它伸缩收集细胞质中多余的水分和溶解的代谢产物 通过固定的开口排出体外 有的也可通过体表排出 伸缩泡的结构 有的1个 眼虫 排入储蓄泡 由胞口排出体外 变形虫 有的2个 草履虫 2个收缩泡交替收缩 通过表膜排除体外 每个伸缩泡向周围伸出辐射状收集管 收集管与内质网相通 通过内质网收集体内多余水分代谢产物 经过收集管排入伸缩泡 并通过表膜小孔排出体外 有时也可通过体表扩散作用排出 4 营养方式 1 植物性营养 光合营养 自养 体内具有色素体的种类 利用光能将二氧化碳和水合成糖类 如鞭毛虫类 2 动物性营养 吞噬营养 异养 原生动物通过胞口 伪足等吞食固体食物颗粒 形成食物泡 流动 与溶酶体融合 食物泡在细胞质内被消化吸收 不能消化的食物残渣由体后的胞肛排出 称为排遗 如 变形虫 草履虫 3 腐生性营养 渗透性营养 异养 借体表的渗透 摄取周围的有机物质 如寄生种类 植物性营养 光合营养 自养 变形虫 AmoebaprateusP 可以不断改变体形 体表任何部位都可临时性的突起 形成伪足 进行运动 也可以用伪足包围食物 进行吞噬 伸缩泡 外质 质膜 食物泡 细胞核 伪足 动物性营养 吞噬营养 异养 5 呼吸 原生动物也跟其它动物一样借助呼吸产生能量 呼吸方式 是通过扩散作用吸收水中溶解的氧 释放能量 维持各种生命活动 同时排出二氧化碳 如 眼虫 在有光的条件下 利用光合作用释放的氧呼吸 呼吸产生的二氧化碳又利用于光合作用 在无光条件下 体表吸收水中溶解的氧 变形虫 靠体表吸收 寄生种类 可在缺氧条件下生存 主要靠酶的作用分解体内的糖 6 应激性 原生动物对外界刺激做出的反映 它可以趋向某一些刺激 如食物 也可以避开某些刺激 如一些化学物质 如眼虫 具有趋光性 与光合作用的营养方式有关 草履虫 表膜下的杆状结构 刺丝泡 有口开于表膜上 当遇到某一刺激时 射出其内溶物 遇到水成为细丝 如5 亚甲蓝 防御功能 7 生殖 包括以下几种 无性生殖 有性生殖 二裂生殖 出芽生殖 母体的一部分发育为新个体 夜光虫 纵二分裂 眼虫 横二分裂 草履虫 配子生殖 接合生殖 纤毛虫 同配生殖 大小形状相同配子结合 有孔虫 异配生殖 配子体大小 形状不同 团藻 草履虫的接合生殖 当接合生殖时 口沟部分粘合 表膜溶解 细胞质通连 小核脱离大核 大核消失 小核分裂2次形成4个小核 3个解体 剩下的一个又分裂为大小不等的2个核 两个虫体交换小核 与对方较大的核融合 这一过程相当于受精作用 此后两个虫体分开 接合核分裂3次成为8个核 4个变为大核 其余4个核3个解体 剩下一个小核分裂为2个 再分裂为4个 每个虫体也分裂2次 结果是原来2个相接合的亲本虫体各形成4个草履虫 新形成的草履虫和原来亲体一样 有一个大核 一个小核 可形成包囊大多在遇到不良环境时 体表的细胞器如 纤毛 鞭毛 伪足缩入体内或消失 体外分泌一种胶质物质 形成圆球形包囊 即可以渡过恶劣环境 又容易被风或其它动物带至远处 当环境适宜时 虫体破囊而出 又恢复原来的生活状态 包囊是原生动物对不良环境的一种适应 3 3 2原生动物门的分类 原生动物种类繁多 分布也十分广泛 已经命名的原生动物超过64000种 其中半数以上为化石种类 对原生动物的分类至今意见不一 有的分为4个亚门 5个亚门 4个纲 5个纲等 本书根据运动胞器等特征 将其分为5个纲 1 鞭毛虫纲 Mastigophora 2 肉足虫纲 Sarcodina 3 孢子虫纲 Sporozoa 4 丝孢子虫纲 Cnidospora 5 纤毛虫纲 Ciliata 1 鞭毛虫纲 Mastigophora 1 纲的主要特征 一般都具有鞭毛 通常1 4条 少数较多 营养方式有3种 光合营养 植物性营养 吞噬营养 动物性营养 渗透营养 腐生性营养 繁殖 有性繁殖 配子结合 整个个体结合 无性繁殖 纵二分裂 环境不良的条件下形成包囊 2 鞭毛虫纲的重要类群根据营养方式的不同 可分为植鞭亚纲和动鞭亚纲 植鞭亚纲 Phytomastigina 一般具有色素体 能行光合作用 自由生活在淡水或海水中 如 眼虫 此外也有群体 如 盘藻 团藻 盘藻 Gonium 一般由4个或16个个体排在一个平面上如盘状 每个个体都具二根鞭毛 每个个体都能进行营养和繁殖 团藻 Volvoxaureus 团藻 Volvox 它是由成千上万的个体构成 排成一空心圆球形 还有不少淡水生活的鞭毛虫能使水污染 如 钟罩虫 Dinobryon 尾窝虫 Uroglena 合尾滴虫 Synu ra 等 但是大多数的植鞭毛虫是浮游生物的组成部分 是鱼类的自然饵料 星云钟虫 钟罩虫 Dinobryon 无色素体 异养 少数自由生活 多数寄生 对人和家畜有害 常见种类 利什曼原虫 Leishmania 披发虫 Trichonympha 锥虫 Trypanosoma 等 动鞭亚纲 Zoomastigina 利什曼原虫 Leishmania 很小的鞭毛虫 能引起黑热病 黑热病主要靠白蛉子传染 其生活史有两个阶段 一个阶段寄生在人体 或狗 另一阶段寄生在白蛉子体内 它寄生于人体肝 脾等内皮系统的细胞之内 这时细胞呈圆形 鞭毛不伸出 虫体极小 在一个细胞之内可多达上百个利什曼原虫 寄主被它们大量寄生时 出现发烧 肝脾肿大 毛发脱落等症状 严重时造成寄主死亡 被杜氏利什曼原虫 Leishmaniadonovani 感染的脾脏细胞 左 和单体 右 锥虫 Trypanosoma 寄生于脊椎动物血液中 从鱼类 两栖 一直到鸟 哺乳类的马 牛 骆驼 甚至人 都有锥虫的寄生 寄生于人体的锥虫能侵入脑脊髓系统 使人发生昏睡病 故又名睡病虫 这种病只发现在非洲 我国还没发现 在我国发现的锥虫 主要危害马 牛 骆驼等 2 肉足虫纲 Sarcodina 1 纲的主要特征 以各种形式的伪足作为运动器 运动和摄食机能 异养 多数自由生活 少数寄生 体表为极薄的质膜 裸露 少数有石灰质或几丁质外壳 矽质骨骼 2 重要类群 根据伪足形状的不同 分为2个亚纲 根足亚纲 辐足亚纲 根足亚纲 Rhizopoda 主要特征 伪足为叶状 指状 锥状 无微管组成的轴丝 等 淡水或海水生活 少数寄生 常见种类 大变形虫 痢疾内变形虫 表壳虫 砂壳虫 有孔虫 足衣虫在其质膜外覆以保护性的外壳 大变形虫 Amoeba 哈氏变形虫 Hartmannella 痢疾内变形虫寄生在人的肠道内 能溶解肠壁组织引起痢疾 生活史中有滋养体 trophozoite 及包囊 cyst 阶段 滋养体是指原生动物摄取营养阶段 包囊是传播阶段 当人误食了包囊之后 在人小肠内包囊破裂 并形成小滋养体 大滋养体 大滋养体侵入肠壁 溶解肠组织 吞噬组织和红血细胞 造成肠壁脓肿 大便脓血 所以也称为阿米巴痢疾 或赤痢 在肠内只有小滋养体可以形成包囊 随寄主粪便排出体外 进行传播 痢疾内变形虫 Entamoebahistolytic 示滋养体 辐足亚纲 Actinopoda 具有轴伪足 一般体呈球形 多营漂浮生活 生活在淡水或海水中 常见的如太阳虫 放射虫 壳和虫体之间有空隙 增加浮力 太阳虫 淡水 伪足由球形身体周围伸出 由轴丝 增加浮力 放射虫 海水 身体放射状 在内外质之间有几丁质囊 增加浮力 太阳虫 Actinophryssol 示分裂生殖 3 孢子虫纲 Sporovoa 1 纲的主要特征 全部营寄生生活 生活史复杂 有世代交替现象 并且具有与寄生生活相适应的结构 如顶复合器 顶复合器包括 顶环 apicalring 类锥体 conoid 棒状体 rhoptry 微丝 micromemes 这些结构的作用尚不十分清楚 可能与穿刺寄主细胞有关 2 重要类群 晚孢子亚纲 Telosporea 焦虫亚纲 Piroplasmia 晚孢子亚纲 Telosporea 主要特征 顶复合器发达 大多数为细胞内寄生 生活史为二段周期或三段周期 生活史中具有裂殖生殖时期 merogony 配子生殖时期 gametogony 及孢子生殖时期 sporogony 称为三段周期 triphasiccycle 少数种类生活史中仅有配子生殖及孢子生殖时期 称为二段周期 diphasiccycle 个别种生活史中仅有裂殖生殖 称为一段周期 phasiccycle 常见种类 单房簇虫 Monocystis 是寄生于蚯蚓等环节动物贮精囊内的一种簇虫 间日疟原虫 Plasmodiumvivax 等 由疟原虫寄生所引起的病 通常称疟疾 疟原虫有50多种 寄生人体的四种 生活史 间日疟原虫有两个寄主 人和按蚊 生活是复杂 有世代交替现象 无性时代在人体内 寄生在人的肝脏内皮细胞和红细胞内 有性时代在某些雌的按蚊体内 寄生在按蚊的消化道内 借雌按蚊传播的 间日疟原虫 Plasmodiumvivax 间日疟原虫 Plasmodiumvivax 按蚊 Anopheles 对人体健康的危害 寄生在人体内的疟原虫 能大量破坏红细胞 红细胞减少 因此 血液中的血红蛋白减少造成贫血 近年来发现 疟原虫还能损伤脑组织 间日疟原虫还能使结缔组织增生 肝 脾肿大等 全球每年约有3 5亿人受疟疾危害 非洲等热带地区每年因疟疾死亡人数在100万以上 焦虫亚纲 Piroplasmia 顶复合器不发达 寄生于脊椎动物及无脊椎动物的细胞内 生活史为一段周期 即仅有分裂生殖 没有配子生殖及孢子生殖 具2个寄主 脊椎动物和蜱是它的两个寄主 主要寄生在牛 羊 马等的血红细胞 白细胞及肝细胞内 常见种类 例如巴贝斯虫 Babesia 泰勒氏虫 Theileria 等 巴贝斯虫 Babesia 寄生于牛等家畜动物的血红细胞内 呈变形虫状 受感染的脊椎动物由于其血红细胞大量的被破坏 并释放出游离的血红蛋白 以致排出的尿液为红色或赤褐色 即 血尿 同时由于肾脏的损伤及毒素的积累而引起动物的死亡 焦虫病在我国牧区是重要的寄生虫病之一 4 丝孢子虫纲 Cnidospora 1 纲的主要特征虫体具有极囊 极丝等结构 遇到寄主时可从孢子内翻出 用于附着在寄主体上继续发育 寄生于无脊椎动物及低等脊椎动物体内 仅具有一个寄主 生活史简单 分为2个亚纲 2 分类 粘孢子亚纲 Myxospora 微孢子亚纲 Microspora 粘孢子亚纲 Myxospora 粘孢子虫主要寄生于鱼类体表或体内 如 碘孢虫 Myxobolus 粘体虫 Myxosoma 碘孢虫寄生于鱼的皮下 肌肉 鳃等部位 出现囊肿 引起病鱼旋转 最后大量死亡 特别是对鱼苗阶段 为害更甚 粘体虫 Myxosoma 微孢子亚纲 Microspora 微孢子虫主要寄生在节肢动物体内 例如 蚕微粒子 Nosemabombycis 蜂微粒子 N apis 对家蚕及蜜蜂的养殖业有较大威胁 微粒子可在寄主的卵巢中寄生 造成幼蚕及幼蜂大量死亡 5 纤毛虫纲 Ciliata 主要特征 1 身体上有纤毛作为运动器 是构造最复杂的一类原生动物 2 无性繁殖为横二分裂 有性生殖为结合生殖3 细胞核有大核 营养核 和小核 生殖核 之分 分类 动片亚纲Kinetofragminophora寡毛亚纲 Oligohymenophora 多膜亚纲 Polyhymenophora 动片亚纲 Kinetofragminophora 体表纤毛一致 没有复合纤毛器官 口区有独立的基体列 栉毛虫 Didinium 榴弹虫 Coleps 棒棰虫 Dileptus 内毛虫 Entodinium 蓝管虫 Nassulaaurea 足吸管虫 Podophrya 旋漏斗虫 Spirochona 寡毛亚纲 Oligohymenophora 口区结构较发达 包含有复合的纤毛器官 口帆纤毛虫 Pleuronema 钟形虫 Vorticellasp 多膜亚纲 Polyhymenophora 口区具显著的口旁小膜带 体表纤毛一致 或构成复合的纤毛结构 如棘毛 喇叭虫 Stentor 旋口虫 Spirostomum 尾棘虫 Stylonychia 3 3 3原生动物与人类的关系 一 有益于人类的方面1 组成海洋浮游生物的主体 2 形成石油的重要原料3 地质学上探测石油的标志4 在污水生物处理方面的作用5 具有重要的科学研究价值二 有害于人类的方面1 危害人类的病原体2 对牲畜业和渔业的危害3 对海洋养殖业的危害 原生动物的种类与数量很多 分布极广 生活周期又短 适应性强 与人类关系极其密切 一 有益于人类的方面1 组成浮游生物的组成部分大多数的植鞭毛虫 纤毛虫和少数的根足虫都是浮游生物的组成部分 是鱼类的天然饵料 作为海洋动物和淡水动物直接或间接的饵料来源 对于维护海洋生态平衡和物质循环起到了重要作用 2 形成石油的重要原料在漫长的地质年代里 浮游生物的尸体渐渐下沉到水底 保存于淤泥中 由于和空气隔绝 这些生物体的有机物质 在微生物的作用 覆盖层的压力 温度的作用下 发生极其复杂的化学变化而变为石油 据估计 海底约有35 是被有孔虫的壳沉积的软泥所覆盖 每克泥沙中约有5万个有孔虫的壳 根据有孔虫类的化石不仅能确定地层的地质年代 而且还能揭示出地下结构情况 对找寻矿产 发现石油 确定油层等有重要的指导作用 3 地质学上探测石油的标志 近年来也有用眼虫作为有机物污染环境的生物指标 用以确定有机污染的程度 如绿眼虫为重度污染的指标 例如 草履虫等纤毛虫能分泌多糖 果糖可改变污水中颗粒物的表面电荷 使颗粒聚合而沉淀 四膜虫 在12小时内能取食7200个细菌 有效降低污水中细菌的数量 草履虫 每天大约能够吞食43000个细菌 所以通过原生动物可以对有机废水进行絮化沉淀 对污水中的有机废物 有害细菌进行净化 4 在污水生物处理方面的作用 四膜虫 在12小时内能取食7200个细菌 有效降低污水中细菌的数量 5 具有重要的科学研究价值 作为研究材料原生动物具有取材容易 繁殖快 易培养 容易观察等优点 因此成为生命科学领域中重要的实验材料 例如草履虫 四膜虫等纤毛虫一直是研究真核细胞细胞器 细胞器的起源 揭示生命的基本规律的的重要试验材料 二 有害于人类的一面 寄生生活种类中的疟原虫 利什曼原虫为我国五大寄生虫病之一 还有不少危害人体 家畜 禽类及鱼类 应予认真防治 植鞭亚纲中一些种类短期内的大量繁殖可造成水花 有害养鱼事业 海洋中的夜光虫 腰鞭虫等过量繁殖可形成赤潮 危害海洋渔业 下面介绍几种常见种类 1 危害人类的病原体 有些原生动物寄生于人体 成为危害人类身体健康的病原体 据统计 全世界至少有1 4的人口患寄生原虫病 目前已知有28种原生动物是人体寄生虫 我国被列入重点防治的5大寄生虫病 血吸虫病 疟疾 黑热病 丝虫病和钩虫病 中疟疾和黑热病是原生动物 以下介绍几种常见种类 表1几种常见寄生虫 2 对牲畜业和渔业的危害 有的原生动物寄生于各种家畜 鸟类 鱼类等脊椎动物体内 危害畜牧业和渔业 碘泡虫 Myxobolus 寄生于鱼体 引起鱼类大量死亡 在寄主的肌肉 皮下 鳃等部位生长发育 刺激组织逐渐形成一小肿瘤 形成一些大