动物学基本原理

.,第二章动物生物学的基本原理,.,特定的组构新陈代谢生长与生殖遗传、变异与适应、进化稳态应激性,第一节生命的物质基础,生命的主要特征,.,.,生命的基本结构单位是细胞由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系。,特定组构,.,新陈代谢,.,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。,.,.,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。,.,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。,.,应激性与活动性,.,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、N4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（boundwater)和自由水(freewater)两种存在状态。,水（H2O）细胞中不可缺少的物质,.,水是极性分子水分子之间会形成氢键液态水中的水分子具有内聚力水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化冰比水轻水是极好的溶剂水能够电离,.,无机盐,渗透压平衡酸碱平衡钠、钾、钙离子平衡,.,蛋白质,结构蛋白收缩蛋白贮藏蛋白防御蛋白转运蛋白信号蛋白酶,.,核酸,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。,.,.,脂质,脂类的组成和功能脂类是脂肪、磷脂、类固醇等类化合物的总称。脂类分子也含C、H、O3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。,.,糖类,糖分子含C、H、O3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、器官和系统,细胞,.,1665年RobertHooke,显微镜揭示了细胞的微观世界,AntonvanLeeuwenhoek,.,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10100m之间。重量在110-12110-6g之间。,.,动物细胞结构模式图,真核细胞的基本结构,.,植物细胞结构模式图,.,质膜的的结构模型,.,组织,根据形态、功能和发生情况，将动物组织分为：上皮组织(epithelialtissue)结缔组织(connectivetissue)肌肉组织(musculartissue)神经组织（nervoustissue),.,.,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。,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。,结缔组织,.,疏松结缔组织（looseconnectivetissue）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（denseconnectivetissue）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,规则的致密结缔组织：主要构成肌腱、肌腱膜。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。弹性组织（elastictissue）：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。,.,脂肪组织（adiposetissue）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,.,网状组织（reticulartissue）是造血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,.,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。透明软骨、纤维软骨和弹性软骨,软骨组织,软骨细胞,细胞间质,纤维,胶原原纤维透明软骨弹性纤维弹性软骨胶原纤维纤维软骨,基质,.,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,骨组织,细胞间质（骨质）,有机成分无机成分,细胞,骨原细胞成骨细胞骨细胞破骨细胞,骨膜,骨髓,.,.,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,肌细胞（肌纤维）,细胞间质：结缔组织、血管、神经,分类：骨骼肌、心肌、平滑肌,肌肉组织,.,.,.,神经组织,神经组织,神经细胞(神经元）：,神经胶质：,结构和功能单位，接受刺激、传导冲动和内分泌功能,支持、营养、绝缘和防御等作用,.,神经元模式图,.,.,.,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。,.,皮肤系统骨骼系统肌肉系统消化系统循环系统免疫系统呼吸系统排泄系统内分泌系统神经系统生殖系统,.,第三节动物早期胚胎发育和基本规律,受精,.,.,卵裂：受精卵经过多次分裂，形成很多分裂球的过程，称为卵裂。,.,海胆胚胎发育模式,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。,.,卵裂类型,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。,.,完全卵裂（totalcleavage）整个卵参加分裂，多见于少黄卵；均等分裂(equalcleavage)：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（unequalcleavage）：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。,.,不完全卵裂（partialcleavage）：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（discalcleavage）：分裂局限于胚盘（blastoderm）处，如乌贼、鸡卵；表面卵裂（peripheralcleavage）：分裂只限于卵的表面者，如昆虫卵。,.,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）,囊胚的形成,.,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。凡全裂又等裂的类型，都形成腔囊胚。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。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。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。,.,.,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。这一阶段的胚胎称为原肠胚，胚胎发育期为原肠期。,原肠胚的形成,.,原肠形成方式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：,.,内陷（invagination）内移（migration）分层（delamination）内转（involution）外包（epiboly）,.,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：原口动物（Prolostomia）、后口动物（Deuterostomia）。原口动物胚孔成为成体的口扁形动物、纽形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物等。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,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）在中胚层之间形成的空腔即体腔（coelom）真体腔。中胚层形成的方法有以下两种,动物的胚层与体腔,.,端细胞法（telocellsmethod）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。由于中胚层之间的真体腔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（schizocoelousmethod）。原口动物均以裂体腔法形成中胚层和体腔。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（coelesacmethod）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（coelomsac）；体腔囊逐渐发育增大并与内胚层脱离，在内外胚层之间逐步扩展成为中胚层，中胚层包围的腔为体腔。由于体腔囊来源于原肠，故又称肠体腔，此法又名肠体腔法（enterocoelousmethod）。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。,.,神经胚的形成与器官构建,内胚层的变化中胚层的变化外胚层的变化,.,神经管和神经嵴的发生,.,动物结构体制(bodyplan)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,.,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,.,.,无体腔假体腔真体腔混合体腔,体腔,.,同律分节异律分节,体节,.,第五节动物分类的基础知识,生物分界,.,表1全球主要生物类群的物种数,生物类群已描述的物种数（万种）估计存在的物种数（万种）病毒0.440细菌0.4100真菌7.2150原生动物4.020藻类4.040高等植物27.032线虫2.540甲壳动物4.015蜘蛛类7.575昆虫95.0800软体动物7.050脊椎动物4.55其他11.525总计175.0（其中动物约125万）1362,.,生物的分界,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）；三界法：原生生物界、植物界和动物界（19世纪德国的Haeckel，18341919）。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、动物界（Leedale,1974）。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）。五界系统被比较多的学者所接受。,.,原生生物界,原核生物界,真菌界,动物界,植物界,.,物种的概念,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。物种是客观存在于自然界的生命形式。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,亚种（subspecies）：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。品种（varietyorbreed）：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。,.,国际上对生物的学名（scientificname）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”。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。,物种的命名规则,.,狼意大利蜜蜂动物界Animal动物界Animal脊索动物门Chordata节肢动物门Arthropoda哺乳纲Mammali