腔肠动物门刺细胞动物门.ppt
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1、第五章第五章 腔肠动物门腔肠动物门Coelenterata(刺胞动物门(刺胞动物门Cnidaria)主要内容主要内容1.腔肠动物门的主要特征2.腔肠动物门代表动物水螅(Hydra)3.水螅、钵水母、珊瑚三个纲的主要特征及代表动物。4.腔肠动物的起源和演化教学目的和要求教学目的和要求掌握腔肠动物门的主要特征;掌握水螅的生活习性、形态结构和机能特点,特别是体型、胚层、组织分化、神经系统等,从而认识腔肠动物在动物演化上的意义;了解腔肠动物门各纲的主要特征、重要种类及其与人类的关系。1.腔肠动物门概述体呈辐射或两辐射对称,仅具二胚层,是最原始的后生动物。体壁由外胚层、内胚层和中胶层组成。内胚层围成身体
2、的整个内腔称消化循环腔,腔肠一端为口,另一端闭塞,无肛门。体壁中有刺细胞。骨骼主要为外骨骼,具有支持和保护功能。有无性和有性两种生殖方式,并往往出现在同一种的生活史中,即水螅型世代用无性出芽生殖方式产生水母型世代,而水母型个体脱离母体,长大成熟以后,又以有性生殖方式产生水螅型个体,两个世代互相交替完成整个生活史。2.腔肠动物门的主要特征身体呈辐射对称,有的为两辐射对称;两胚层和原始消化腔;细胞出现原始的组织分化;网状神经系统(扩散或散漫神经系统);特有的刺细胞;水螅型和水母型;有性和无性生殖,有世代交替现象,海产种类有浮浪幼虫期。2.腔肠动物门的主要特征2.1 辐射对称辐射对称radial s
3、ymmetry通过体内的中央轴(从口面到反口面)有多个切面可以把身体分为2个相等的部分。这是一种原始的低级的对称形式,只有上、下之分,没有前后左右之分,只适应于在水中营固着或漂浮的生活。两两辐辐射射对对称称(biradial symmetry):通过身体的中央轴,只有两个切面可以把身体分为相等的两部分。这是介于辐射对称和两侧对称的一种中间形式。2.3 两胚层、原始消化腔两胚层、原始消化腔腔肠动物是具有真正二胚层(内、外胚层)的动物。在二胚层之间有由内、外胚层细胞分泌的中胶层。由内外胚层细胞所围成的腔,即胚胎发育中的原肠腔,具有消化功能,可行细胞外及细胞内消化。从这类动物开始有了消化腔,腔肠腔肠
4、动物由此得名。动物由此得名。消化腔又兼有循环的作用,能将消化后的营养物质输送到身体各部分,又称消化循环腔(gastrovascular cavity)。有口、没有肛门,消化后的残渣仍由口排出。它的口有摄食和排遗的功能。口即为胚胎发育时的原口;与高等动物比较,可以说腔肠动物相当于处在原肠胚阶段。消化循环腔消化循环腔在消化腔内,由腺细胞分泌酶(主要为胰蛋白酶)进行细胞外消化(extracellular digestion),消化后形成的食物颗粒由内皮肌细胞吞入进行细胞内消化。食物大部分在细胞内消化。消化后的食物可储存在内胚层细胞或扩散到其他细胞。不能消化的残渣再经口排出体外。常见腔肠动物(包括水螅
5、类)通过口与外界相通。但水螅属(Hydra)、柄水螅属(Pelmatohydra)和绿水螅属(Chlorahydra)的种类,在基盘中央有一反口孔(aboral pore)反口孔关闭反口孔关闭反口孔开启反口孔开启超微结构显示,肌原纤维以反口孔为中心呈定向辐射状排列。这种排列方式有利于控制反口孔的开启和关闭。水螅的反口孔具有肛门的部分生理功能。摄食与消化水螅以各种小甲壳动物(如溞类、剑水蚤等)、小昆虫幼虫和小环节动物等为食。以触手捕食,被捕的食物可比水螅大很多倍。触手将捕获物移向口部,由于捕获物受刺丝的损伤放出谷胱甘肽(glutathione),在该物质的刺激下,水螅口张开,食物进入消化循环腔。
6、如把商品谷胱甘肽放在盛有水螅的水中,即使没有捕获物,水螅也表现出取食的动作。2.4 细胞和组织的分化细胞和组织的分化从腔肠动物开始,明显分化出不同形态和功能的细胞。外胚层:上皮肌肉细胞、感觉细胞、刺细胞、神经细胞、间细胞。内胚层:内皮肌细胞、腺细胞、少量感觉细胞和间细胞。但尚未达到器官、系统的水平腔肠动物的上皮还具有像神经一样的传导功能。因此,腔肠动物是在组织水平上构成了动物有机体。这些细胞构成了几种简单的组织。皮肌细胞皮肌细胞:局部分化。内含肌原纤维,既是上皮细胞,又是原始的肌肉细胞。具有上皮和肌肉的功能。外皮肌细胞使水螅体和触手缩短,保护和运动;内皮肌细胞是一种具营养机能兼收缩机能的细胞,
7、在细胞之顶端通常有2条鞭毛(15条),由于鞭毛的摆动能激动水流,同时也可伸出伪足吞食食物,细胞内常常有不少食物泡,其基部的肌原纤维,沿着体轴或触手之中心呈环形排列,收缩时可以使身体或触手变细。腺细胞腺细胞:腺细胞在内皮肌细胞之间,分散于内胚层各部分,基盘和口周围最多。腺细胞所处的部位不同,其功能也不一样,如在垂唇部分的可分泌粘液,起滑润作用,使食物容易被吞进去;在基盘处的能分泌粘液,可使水螅附着于物体上或在其上滑行。也可分泌气体,由粘液裹成一气泡,使水螅由水底上升至水面。在消化循环腔内的,则能分泌消化酶消化食物。间细胞间细胞:位于外胚层细胞之间的小细胞,大小与皮肌细胞的核差不多,是一种未分化的
8、胚胎性细胞,可分化成刺细胞和生殖细胞等。刺细胞刺细胞:刺胞动物特有,是特化的皮肌细胞,触手上特别多,每个刺细胞有一核位于细胞一侧,并有囊状的刺丝囊,囊内贮有毒液及一盘旋的丝状管,具有捕食和防御作用;感觉细胞感觉细胞:分散在皮肌细胞之间,特别在口周围、触手和基盘上较多,其体积很小,细胞质浓,端部有感觉毛,基部与神经纤维连接。神经细胞神经细胞:外胚层和中胶层的神经细胞突起彼此连接形成神经网,内胚层游离的神经细胞与之相联系。刺细胞和刺丝囊刺细胞和刺丝囊穿刺刺丝囊(penetrant):穿刺并释放毒液;缠绕刺丝囊(volvent):不释放毒液,缠绕捕获物;粘着刺丝囊(glutinant):两种,刺丝具
9、有粘着及捕食功能。前两种刺丝囊对化学刺激,特别是食物刺激比较敏感,后两种对机械刺激敏感。水螅在一次捕食时可排放出触手上25的刺丝囊,并在48小时内更新。腔肠动物的刺丝囊有30多种,但每种动物一般有l-7种不等。每个刺细胞仅能排放一次,但可以由间细胞不断地补充及更新。水螅的刺细胞粘性刺丝囊穿刺刺丝囊的刺丝向外翻出翻出的卷缠刺丝囊在甲壳动物刺毛上卷缠刺丝囊触手的一段2.5 肌肉与运动肌肉与运动上皮肌肉细胞既属于上皮,也属于肌肉的范围。上皮与肌肉没有分开,是一种原始的现象。一般在上皮肌肉细胞的基部延伸出一个或几个细长的突起,其中有肌原纤维(myofibrils),有的上皮成分不发达,成为肌细胞(my
10、ocyte),有的是上皮成分发达,细胞呈扁平状,肌原纤维呈单向排列,或者是2排肌原纤维呈垂直排列,也有的上皮成分发达呈圆柱状,周围有一系列的平滑肌环。肌纤维也分为横纹肌、斜纹肌和平滑肌。每个肌原纤维都是由一束细丝组成,这些丝又分粗、细2种,与高等动物粗(肌球蛋白)、细(肌动蛋白)丝相似,其收缩机理也和高等动物的相似。腔肠动物的神经与肌肉的接触部分神经肌肉突触(neuromuscular synapses)的超微结构和神经肌肉连接(neuromuscular junction),也都与高等动物的相似。2.6 原始的神经系统原始的神经系统神经网神经网(nerve net)动物界里最简单最原始的神经
11、系统,基本上是由二极和多极的神经细胞组成。这些细胞具有形态上相似的突起,相互连接形成一个疏松的网,因此称神经网神经网。神经细胞又与内、外胚层的感觉细胞、皮肌细胞等相连。感觉细胞接受刺激,通过神经细胞传导,皮肌细胞的肌纤维收缩产生动作,这 种 结 合 形 成 神 经 肌 肉 体 系(neuromuscular system)。对外界刺激产生有效的反应,如捕食、避敌以及协调整体的活动等。神经网神经网(nerve net)由感觉细胞-神经细胞-皮肌细胞组成的感觉运动系统;没有神经中枢,神经的传导一般不定向,因此称为扩散神经系统(diffuse nervous system)。神经冲动传导速度慢。神经
12、网意义神经突与感官、效应器、其它神经元相联。一个神经元同时与感官和效应器相联,联系的多样性反映神经传导的原始性。一个刺激经神经网传至全身,全身性反应,对刺激反应不准确灵敏;生理上代表高等动物感觉、运动和中枢神经起始阶段,为神经系统演化提供可选择性。神经网随着进化集中成神经索,形成发达中枢神经系统。呼吸和排泄呼吸和排泄刺胞动物没有专门的呼吸及排泄器官,由各细胞执行。由于身体是由两层细胞围绕胃循环腔所组成,并通过口使胃腔与外界相通,实际上体壁的两层细胞均与外界环境接触,所以呼吸与排泄作用可以由体壁细胞直接独立进行。出、入口及胃腔的水流可以携带入新鲜的氧气,并带走代谢产物。刺胞动物的主要含氮废物是氨
13、。水螅型:营固着生活。身体呈圆筒状,上面的游离端是口面,下面固着端是反口面,称基盘,如水螅、珊瑚和海葵等。水母型:营漂浮生活。身体呈伞状或原盘状,反口面(凸面)向上,口面朝下,口面中央悬一条垂管,末端是口。体型(两种基本体型)体型(两种基本体型)2.7 生殖与发育生殖与发育无性生殖:无性生殖:出出芽芽:是无性生殖的主要形式。芽体与母体分离即形成新的个体。薮枝螅(Obelia)所形成的芽体与母体不分离则形成了群体。分分裂裂:主要发生在水螅型,如海葵可以纵分裂,钵水母的幼体以横分裂。腔肠动物的再生能力很强。有人将水螅(Hydra oligactis,H.pseudoligactis)内 外胚层细胞
14、分开,结果2层细胞都各自再生成为完整的水螅。再再生生:能力,例如,将水螅切成数段,条件合宜时每段都可以再生成一个新的个体。水螅生殖腺(水螅雌雄同体)有性生殖有性生殖 受精卵进行完全卵裂,以分层法形成实心原肠胚,然后迅速延长,体表出现纤毛,形成了自由游泳的浮浪幼虫(planula larvae)。浮浪幼虫生活史中有世代交替现象生活史中有世代交替现象世代交替(alternation of generation):刺胞动物的生活史中,出现无性生殖世代的水螅型和有性生殖世代的水母型;水螅体以无性生殖产生水母型芽体,水母型个体脱离母体后以有性生殖方式产生水螅型个体。水螅型水母型体形及生活方式圆桶形,固着
15、生活,多群体行无性出芽生殖盘状,浮游生活,不成群体,行有性生殖中胶层 薄,大多无细胞厚,有少数细胞和纤维口 部 向上,有垂唇向下,无垂唇神 经 不发达较复杂骨 骼有些具石灰质骨骼无水 管无有水螅型与水母型的形态比较水螅型与水母型的形态比较2.7 生殖与发育生殖与发育-有性生殖生殖腺生殖腺:源于内、外胚层间细胞。水螅纲水螅水母源于表皮层,位于放射管下或垂唇周围;钵水母纲源于内胚层,位于胃囊底部,珊瑚纲由胃腔隔膜发生。间细胞间细胞迁移到固定位置形成,有生殖腺、无导管。性细胞成熟后由口或由体壁破裂释放。受精受精在海水中或垂管表面或胃腔内生殖腺部位进行。浮浪幼虫浮浪幼虫:受精卵经卵裂和囊胚期,发育到原
16、肠期由卵膜中孵出,独立生活。幼体为长圆形具纤毛球状个体,体壁外层为具纤毛柱状细胞,内层为有吞噬作用的实心细胞群。有性生殖:多数雌雄异体,少数雌雄同体,但异体受精。许多海产种类,要经过一个浮浪幼虫期。幼虫体表被有纤毛,能游泳,发育一端时间后沉入海底固着下来,发育成新个体。并以出芽的形式发育成群体。大多数种类同时存在水螅型和水母型。水螅型以无性生殖产生水母型,水母型以有性生殖产生水螅型,这种有性和无性世代交替出现的现象称世代交替。腔肠动物门的分纲现生的腔肠动物约10000多种,除少数淡水生活外,其余皆海产,且多数为浅海种类。可分为水螅纲(Hydrozoa);钵水母纲(Scyphozoa);珊瑚纲(
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