生物学奥赛辅导课件动物学1两栖纲.ppt
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1、 Today:2023/5/16由水生向陆生转变的过渡动物由水生向陆生转变的过渡动物两栖纲(两栖纲(Amphibia)Today:2023/5/16属于四足类中的低等类群,初步完成了由水栖向陆栖的转变,各大系统基本具备了陆生脊椎动物的结构模式,但仍不能脱离水环境而生活。是硬骨鱼中的古总鳍鱼类在泥盆纪晚期演化而来。包括无足目、有尾目、无尾目3大类。Today:2023/5/16两栖类对陆地环境的初步适应两栖类对陆地环境的初步适应1.出现肺、不完全双循环:出现肺、不完全双循环:呼吸介质改变,需要产生适应空气的呼吸器官。2.出现五趾型附肢、脊柱进一步分化:出现五趾型附肢、脊柱进一步分化:空气浮力小,
2、陆生面临支撑身体和运动的难题。3.表皮角质化表皮角质化:陆生空气干燥,面临维持体内渗透压、防止失水的威胁。4.脑进一步分化:脑进一步分化:陆地环境复杂,陆生需要完善的神经感官系统。5.感官,尤其是听觉器官发生适应陆生的改造。感官,尤其是听觉器官发生适应陆生的改造。Today:2023/5/16内容提要:内容提要:一、主要特征一、主要特征 (一)(一)体形体形 (二)(二)皮肤及其衍生物皮肤及其衍生物 (三)(三)骨骼系统骨骼系统 (四)(四)肌肉系统肌肉系统 (五)(五)消化系统消化系统 (六)(六)多样的呼吸途径多样的呼吸途径 (七)(七)不完全双循环不完全双循环(八)(八)排泄系统排泄系统
3、(九)(九)神经与感官神经与感官(十)(十)泄殖系统泄殖系统二、二、两栖纲分类两栖纲分类三、三、两栖类的起源两栖类的起源 四、四、小结与思考小结与思考 Today:2023/5/16一、一、主要特征主要特征(一)体形(一)体形蚓螈型、鲵螈型、蛙蟾型 Today:2023/5/16身体区分为头、躯干、身体区分为头、躯干、尾和四肢四部分。尾和四肢四部分。1.头部头部头呈三角形,口裂宽阔,吻尖。吻端两侧有外鼻孔一对,其内有鼻瓣;眼大而突出,具可活动的上下眼睑和瞬膜;Today:2023/5/16两眼后方各有一圆形鼓膜;雄性的咽部或口角之后有12内声囊或外声囊。蟾蜍无外声囊,而在眼的后上方有一对毒腺。
4、Today:2023/5/162.躯干部躯干部颅骨后缘至泄殖孔躯干宽而短,前肢短小,后肢长大。前肢四指,无蹼,后肢五趾,趾间有蹼,指趾端皆无爪。特化:比如婚垫婚垫,有的雄蛙前肢第一指内侧膨大加厚,为抱对之用;树栖蛙类的指、趾未端膨大成吸盘吸盘。躯干部后端偏背侧有泄殖腔孔。Today:2023/5/16澳大利亚红眼树蛙澳大利亚红眼树蛙 Today:2023/5/16(二)皮肤及其衍生物(二)皮肤及其衍生物1.皮肤的基本结构皮肤的基本结构 由表皮和真皮组成由表皮和真皮组成1.1表皮多层细胞 Today:2023/5/16 两栖类角质层的角质化程度不深,细胞核存在,细胞的界限还很明显,为活细胞活细胞
5、,与真正陆生脊椎动物高度角质化的死细胞不同。这种轻微的角质化,在一定程度上能防止体内水分的蒸发,但皮肤失水达3580。与角质化相联系,两栖类有蜕皮现象蜕皮现象:在脑下垂体和甲状腺控制下,角质化表皮定期脱落,由下边的细胞形成新的角质层。切除这些内分泌腺,则不出现蜕皮。Today:2023/5/161.2 真皮真皮包括外层的疏松层和内层的致密层,富含淋巴间隙和皮下血管。Today:2023/5/162.皮肤衍生物皮肤衍生物粘液腺、毒腺和色素细胞粘液腺:多细胞泡状腺,保持润滑,有利于气体、水分的通透,可辅助呼吸、调节体温;管状腺:雄蛙、雄蟾等趾内侧、胸腹部常在生殖季节成为有功能的腺体,分泌物有助于进
6、行抱对;毒腺:粘液腺变态为颗粒腺,产生神经毒素、血管毒素等影响神经肌肉活动,称为毒腺。如蟾蜍耳后腺蟾酥 Today:2023/5/16箭毒蛙 Today:2023/5/16皮肤衍生物色素细胞皮肤衍生物色素细胞 Today:2023/5/16(三)骨骼系统(三)骨骼系统两栖类在水栖过渡到陆栖的进化中,骨骼进一步加固、分化。Today:2023/5/161.头骨头骨 skull 头骨宽扁,脑腔狭小,无眶间隔,脑颅属于平底型;外枕骨形成2个枕骨髁,与环椎相关节,头部可做点头运动,适于捕食正前方的昆虫;骨化不佳,有外枕骨、蝶筛骨、前耳骨等;Today:2023/5/16膜骨大量消失,听囊骨块暴露,眼眶
7、与口腔相通,减轻头重,利于跳跃捕食与吞咽;自接型头骨,初生颌退化,次生颌发达;伴随中耳腔形成,舌颌骨转变为耳柱骨;鳃弓退化,部分转化为支持舌和喉的骨骼,环状软骨和杓状软骨。Today:2023/5/16颈椎cervicalvertebrae:椎体不发达,有2个关节面与头骨枕骨髁相关节,形似环状也称为寰椎atlas;躯椎trunkvertebrae:椎体多为前凹型,盘舌蟾科为后凹型,有尾两栖类为双凹型,蛙椎体为二种类型叫参差型参差型椎体椎体。2.脊柱脊柱 2.1 脊柱的分化脊柱的分化 Today:2023/5/16荐椎sacralvertebra:一块,椎体前面与躯干椎相关节,后面与尾杆骨相关节
8、,横突发达与腰带髂骨相连。后肢因而获得强有力的支撑作用,适于跳跃运动;尾椎:有尾两栖类尾椎在20枚以上,在无尾类愈合形成尾杆骨urostyle Today:2023/5/16典型脊椎结构图 Today:2023/5/163.带骨带骨两栖动物的肩带不再与头骨愈合,腰带借荐椎与脊柱联结,这是四足动物与鱼类的重要区别。3.1肩带肩带加固,由乌喙骨coracoid、肩胛骨scapula、锁骨clavicle组成,联合处形成肩臼glenoidfpssa。有尾类的肩带大部分为软骨,缺乏锁骨;无尾两栖类还有上肩胛骨、前乌喙骨和上乌喙骨,左右上乌喙骨如并行称固胸型(蛙类)固胸型(蛙类);如呈弧形且左右重迭,称
9、弧胸型(蟾蜍)弧胸型(蟾蜍),是两栖类动物分类的重要依据。Today:2023/5/163.2 胸骨胸骨从两栖类开始出现胸骨,胸骨是陆生四足类所特有的结构。蛙的胸骨分为两部分:在上乌喙骨的前方有一骨质的肩胸骨,其前方有一块半圆形的软骨质的上胸骨;在上乌喙骨的后方有一块硬骨质的胸骨或称中胸骨,其后方连有一软骨质的剑胸骨。蟾蜍缺少前方的肩胸骨和上胸骨。两栖类无明显的肋骨,故虽有胸骨,但不与脊柱形成胸廓。Today:2023/5/163.3腰带由髂骨、坐骨、耻骨组成,形成髋臼,与股骨形成髋关节,与荐椎相关节以支撑体重。耻骨位于耻骨位于髋臼腹面、髋臼腹面、髂骨和坐髂骨和坐骨位于髋骨位于髋臼的背面,臼的
10、背面,髂骨与荐髂骨与荐椎横突相椎横突相关连。关连。Today:2023/5/164.肢骨肢骨从两栖类开始,发展了陆生五趾型附肢五趾型附肢。典型陆生五趾型附肢包括前肢的上臂、前臂、腕、掌、指;后肢的股、胫、跗、跖、趾。与之相对应的前肢骨块为肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨;后肢骨块为股骨、胫骨、腓骨、跗骨、跖骨和趾骨。Today:2023/5/16蛙蟾的四肢骨骼基本上与典型陆生脊椎动物的四肢相同,但有一些次生性的变化,比如四肢骨中有愈合现象:前肢的桡骨与尺骨愈合成一块桡尺骨桡尺骨,第一指退化;后肢的胫骨与腓骨愈合成一块胫腓骨胫腓骨。Today:2023/5/16(四)肌肉系统(四)肌肉系统 两
11、栖类肌肉开始分化,种类和一般脊椎动物的相同:分为横纹肌(骨骼肌)、平滑肌和心肌。和鱼类相比,无尾两栖类的肌肉有以下特点:1肌节退化消失肌节退化消失原始肌肉分节现象在多数种类的成体已不明显,肌隔消失,大部分肌节均愈合并经过移位,形成身体上一块块的肌肉,只在腹直肌上仍可见到数条横行的腱划腱划,为肌节的遗迹。Today:2023/5/162轴上肌退化、轴下肌发达轴上肌退化、轴下肌发达两栖类水平生骨隔位置上移,轴上肌比例减小。轴上肌分化为连接横突间的横突间肌横突间肌、连接神经棘之间的棘间肌棘间肌和连接头骨基部和尾杆骨前部的背最长肌背最长肌(其作用是使脊柱向背方弯曲)。轴下肌分化为三层:腹外斜肌(肌纤维
12、向腹后方走行)、腹内斜肌腹内斜肌(肌纤维向腹前方走行)和腹横肌腹横肌(肌纤维背腹向走行)。此外,在腹白线两侧还有腹直肌(肌纤维前后走行)。Today:2023/5/163附肢肌发达,包括外来肌和内生肌两部分附肢肌发达,包括外来肌和内生肌两部分外来肌(外来肌(extrinsic muscle):):肌肉的起点在躯干上,止点在附肢骨上,外生肌的收缩只能使附肢依躯体作整体运动,而附肢本身不能作局部的运动。比如胸肌、三角肌、梨状肌、臀肌等。内生肌(内生肌(intrinsic muscle):):自两栖类四肢分节形成关节,进而分化出起点和止点都在附肢骨骼上的肌肉。内生肌使得附肢各部分也可以作相对应的局部
13、运动。比如肱三头肌、腓肠肌等。4鳃节肌退化鳃节肌退化幼体用鳃呼吸,上陆时鳃退化消失,鳃弓转变为支持咽喉部的软骨;鳃节肌转变为咽喉部的肌肉。Today:2023/5/16(五)消化系统(五)消化系统Digestivesystem 两栖类的消化道包括口、口咽腔、食道、胃、小肠、大肠、泄殖腔,以单一的泄殖腔孔通体外。消化腺包括肝脏和胰脏。Today:2023/5/161.口咽腔口咽腔口腔大,适于吞食较大昆虫;内有齿、开孔、腺体、舌。1.1口腔内有内鼻孔、耳咽管孔、食道、喉门和声囊孔的开口。1.2同型齿有颌齿、腭齿、犁骨齿等。1.3口腔腺蛙类多达25个,分泌粘液湿润食物有助于干燥食物的吞咽。Today
14、:2023/5/161.4 舌舌肌肉质舌根附着在下颌骨,舌尖游离指向咽喉,舌上有粘液腺和味蕾,可迅速翻出口外粘捕活动的昆虫。蛙的前颌骨和鼻囊间有分泌粘液的颌间腺颌间腺,其分泌物中不含酶,只用来湿润食物。蛙的眼球有帮助推动食物下咽的作用。两栖类具备的富有粘液腺的肌肉质的舌和分泌粘液的唾液腺能湿润食物便于吞咽,是四足动物的共同特征。Today:2023/5/162.胃胃胃偏在体腔的左侧由左向右稍形弯曲,与肠相连。胃上连食道的一端,称贲门,下连十二指肠的一端,称幽门。在胃壁粘膜层里含有大量管状的胃腺,分泌的胃液里含有盐酸和胃蛋白酶。Today:2023/5/163.肠肠intestine3.1 小肠
15、小肠小肠纵褶较多,具有肠腺,为消化食物、吸收营养的主要场所。前段称为十二指肠,总输胆管开口于此;后段称为回肠。3.2 大肠(大肠(直肠)粗、短,开口于泄殖腔。功能为吸收水分,聚集、排出食物残渣。Today:2023/5/16 4.消化腺消化腺4.1 肝脏肝脏位于体腔前部,三叶状。胆囊位于左右两叶间,绿色球状,有数根胆管与总胆管相通,并由此将胆汁送入十二指肠远端。Today:2023/5/164.2 胰脏胰脏位于十二指肠与胃之间的系膜上,呈不规则分支状的淡黄色腺体。胰脏细胞分泌胰液经胰管送入胆总管与胆汁一起进入十二指肠。Today:2023/5/16(六)多样性的呼吸途径(六)多样性的呼吸途径
16、呼吸由低等的水呼吸演变为空气呼吸,只需5%代谢能通气,呼吸耗能减少,有利于把代谢能用于繁殖、运动和猎食等活动,开辟新途径,促进动物进化。两栖类具有比任何其他动物更为多种多样的呼吸方式(鳃呼吸、皮肤呼吸、口咽腔呼吸和肺呼吸),这反映了两栖类开始适应陆地生活,但并不完善的过渡情况。Today:2023/5/161.鳃呼吸鳃呼吸蝌蚪和水生两栖类成体的主要呼吸器官是鳃和皮肤。蝌蚪的头部两侧体壁外凸形成3对羽状外鳃,是其呼吸器宫;蝌蚪的后期,外鳃逐渐消失,而以新产生的4对内鳃作为呼吸器官,至变态为成体时消失而代以肺作为呼吸器官。Today:2023/5/162.皮肤呼吸皮肤呼吸两栖类的肺不发达,适应水栖
17、、休眠,皮肤具有重要呼吸作用:水生有尾类3/4、陆生蛙类1/3的氧由皮肤摄入,90的CO2由皮肤排出;无肺螈几乎全部气体交换通过皮肤;冬眠期间的两栖类,几乎全靠皮肤呼吸。去肺存活、体表涂甘油很快窒息而死。Today:2023/5/163.口咽呼吸口咽呼吸bucco-phryngeal respiration口咽呼吸一般和肺呼吸同步进行。即呼吸动作主要依靠口腔底部的颤动升降来完成,并由口腔粘膜进行气体交换。蛙鼻孔张开,喉门紧闭,口底下降而将空气由外鼻孔吸入,经内鼻孔入口腔。继而口底上升,将空气循原路由鼻孔呼出,此时由于喉门紧闭,无气体进入肺,只是在口咽腔粘膜进行气体交换,即所谓口咽腔呼吸口咽腔呼
18、吸。Today:2023/5/164.肺呼吸肺呼吸pulmonaryrespiration以肺代替原有的鳃作为呼吸器官是陆栖脊椎动物的重要特征。两栖类的肺为一对中空、富有弹性的薄壁盲囊,位于心脏两侧、肝脏的背面。肺的内壁仅有少数褶皱,将内腔隔为若干小室,称为肺泡,以此增加肺囊与空气的接触面积;肺泡壁上密布毛细血管,使得机体的气体交换得以顺利进行。水生种类肺平滑或完全退化(如一些蝾螈)。Today:2023/5/16两肺由极短支气管在靠近喉头处合成一个粗短的喉气管室,它以狭小的裂缝开口于咽部,形成喉门。喉和气管是肺呼吸动物的结构。喉和气管是肺呼吸动物的结构。该结构内壁具有一块环状软骨和一对杓状软
19、骨支撑,以保证气体畅通。喉门两侧各具一块水平的褶膜,称为声带,气体进出喉门时振动声带发出鸣声,只有呼吸空气的陆生四足类才具有声带只有呼吸空气的陆生四足类才具有声带。脊椎动物中,最初用声带发声的,当首推蛙类。雄蛙的声带较雌蛙的发达,发出的鸣声较大。Today:2023/5/16六腿牛蛙巴西牛蛙 Today:2023/5/16口底上下颤动多次后,鼻孔关闭,口底上升,喉门打开,空气由口咽腔进入肺中,肺壁上充满毛细血管,在此处进行气体交换,即肺呼吸。当口腔底下降时,腹壁肌肉收缩,加上肺囊本身的弹性收缩时,肺囊内的气体即被压入口腔,经鼻孔呼出体外。如此反复多次以充分利用空气中的氧气并减少水分的损失。To
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