第二套-节肢动物门剖析.

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1、第9章 节肢动物门（Arthropoda）,知识结构,9.1节肢动物门的主要特征 9.2 节肢动物的分类 9.2.1螯肢亚门（蜘蛛等） 9.2.2甲壳亚门（虾蟹等） 9.2.六足亚门（昆虫等） 9.3 节肢动物研究进展 9.3.1节肢动物附肢发育的相关基因研究 9.3.2甲壳素及其衍生物的研究进展,9.1节肢动物门的主要特征,9.1.1异律分节 9.1.2体壁 9.1.3生长与蜕皮 9.1.4附肢及其进化 9.1.5支持与运动 9.1.6摄食与消化系统 9.1.7循环与气体交换 9.1.8排泄与渗透调节 9.1.9神经系统与感觉器官 9.1.10生殖与发育,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1

2、.1异律分节：因体节发生不同程度的愈合,躯体形成体区。促使机体各部分在机能上发生进一步的分化。如节肢动物和脊索动物。 昆虫身体分区：头（摄食和感觉） 、胸（运动和支持） 、腹（营养和生殖）。,意义：体节分化、组合，增强运动等生理机能，提高了适应能力,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1.2体壁：外骨骼（角皮、角质膜） 发生：上皮分泌形成。 结构： 上角皮：上角质膜。 原角皮：外角皮（外角质膜）和内角皮（内角质膜）。 成分：几丁质(甲壳质)、蛋白质。 组成：背板1块、腹板1块、侧板2块（各体节通常包被4块外骨骼）。 功能：防止水分蒸发、保护、肌肉附着点。,9.1.3生长和蜕皮 蜕皮概念：昆虫纲和

3、甲壳纲等节肢动物，以及线虫动物等的体表具有保护身体的角质层，限制动物的生长，发育中必须脱去旧的角质层长出新的角质层的现象称为蜕皮。 龄期：节肢动物2次蜕皮之间的时期。,9.1 节肢动物门的主要特征,蜕皮的必要性：外骨骼限制了虫体生长 过程： 上皮脱离旧外骨骼，并开始产生新外骨骼 分泌蜕皮液（内含几丁酶和蛋白酶）于新旧外骨骼之间，分解、吸收旧外骨骼；旧外骨骼由于分解溶化而变薄，并破裂 动物体钻出，新外骨骼比旧外骨骼宽大 旧外骨骼脱去，新外骨骼扩张，身体生长 新外骨骼增厚变硬，生长停止,前肠和后肠的旧外骨骼也一起蜕下,9.1 节肢动物门的主要特征,激素与蜕皮，以昆虫为例： 胸腺:分泌蜕皮激素，昆虫

4、成虫胸腺萎缩，不再蜕皮。 咽侧体:分泌保幼激素，抑制蜕皮。 神经分泌细胞对胸腺的调控：分泌激素活化胸腺，促进蜕皮激素分泌。,泌,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1.4附肢及其进化 分节的附肢（节肢）：节肢动物的附肢，几乎每体节一对，实心，内有发达的肌肉；与身体相连处有活动关节，并且本身也分节；各节称为肢节。 作用：增强运动能力。 节肢的灵活性和运动力都远远超过疣足。,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1 节肢动物门的主要特征,节肢的类型 双枝型： 较为原始，如虾的游泳足等。包括：原肢、内肢和外肢。原肢的内侧和外侧分别有内叶和外叶。 单枝型： 由双枝型演变而来，其外肢已完 全退化，只保留了原肢

5、和内肢，例如昆虫的3对步足。,9.1 节肢动物门的主要特征,疣足与节肢的比较,9.1.5支持与运动 横纹肌发达，两端附着在外骨骼上，成对排列，相互拮抗。包括躯干肌和附肢肌。形成肌肉束，不再是皮肌囊。 运动方式多样化,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1.6摄食与消化系统 完整消化道： 前肠：摄食、储存食物，附肢形成口器 中肠：食物消化、营养吸收部位 消化盲囊（甲壳动物等具有，也称肝脏、中肠腺） 围食膜：包裹在中肠内壁的通透性膜，消化液、营养物质和水可以自由通过，保护中肠 后肠：水分吸收、粪便形成及储存 直肠垫：陆生节肢动物后肠上重吸收水分的结构 马氏管：中肠与后肠之间发出的细管，排出代谢废物入

6、消化道,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1.7循环与气体交换 混合体腔：也称作血腔，组织器官浸于其中。从结构上看指的是组织器官间充满血液或血淋巴液的窦隙；从来源上看，是残余囊胚腔与退化的真生体腔的混合。,9.1 节肢动物门的主要特征,开管式（开放式）循环系统 血液循环途径 血液经心脏动脉血腔心孔心脏。 肌肉质心脏能自主搏动，血流有一定方向。,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1 节肢动物门的主要特征,节肢动物循环系统的复杂程度与呼吸系统的复杂程度有关： 呼吸系统简单（局限于身体某一部分），循环系统复杂，如虾用鳃呼吸血管发达。 呼吸系统复杂（分散在全身各部分），循环系统简单,如昆虫用气管呼吸，

7、血管简单。 用体表呼吸的小型节肢动物循环系统消失或仅有心脏，如水蚤。 血色素在血液中。,呼吸器官 小型节肢动物没有专门呼吸器官。 水生种类：以鳃呼吸（鳃和书鳃），为体表突出物。 陆栖节肢动物：气管和书肺，为体表内陷物。,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1 节肢动物门的主要特征,气管： 内陷的体壁发生连续分支而形成的管状结构（呼吸树） ，其内壁具有支持管壁的角质层，布满全身，以气孔与外界相通。在组织间直接与细胞接触。作用：直接进行气体交换，防止体内水分的蒸发散失。,5um,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1.8排泄与渗透调节 具有内端封闭的高效排泄器官 囊状，一端有管与外界相通；例如甲壳动物

8、的触角腺和小颚腺，蛛形纲的基节腺。 马氏管：盲管状，游离在血腔中收集代谢产物，排入消化道（中、后肠之间），再经肠道重吸收（如后肠的直肠垫等部位），由肛门排出体外。如蛛形类、六足类和多足类。,9.1.9神经感觉 链状神经系统：脑、食道下神经节(咽下神经节)、围咽神经、腹神经索等。 脑的分化：前脑（视觉等）、中脑（触觉等）、后脑（下唇、消化道等） 感官：触觉器（体表刚毛、触角、接收空气震动的表皮窗）、化感器（触角、下唇须等）和视觉器（单眼、复眼）。,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1 节肢动物门的主要特征,9.1.10生殖和发育 雌雄异体 具有生殖腺、生殖导管、外生殖器（附肢演化） 陆生种类通常

9、体内受精，水生种类多体外受精 生活史复杂,9.2 节肢动物门的分类,节肢动物是动物界最大的一个门，共有110120万现存种，占动物总种数的4/5。现存种类分为下列4亚门： 螯肢亚门、甲壳亚门、六足亚门、多足亚门,螯肢亚门,1 螯肢亚门的分类 肢口纲 蛛形纲 海蜘蛛纲 2 螯肢动物的形态结构与生理机能 （1）丝腺、蛛丝与蛛网 （2）运动 （3）摄食与消化 （4）循环与气体交换 （5）排泄与渗透压调节 （6）神经系统与感觉器官 （7）生殖与发育 3 螯肢动物的起源与系统发生,螯肢亚门,9.2.1螯肢亚门 主要特征 身体分为头胸部（前体部）与腹部（后体部）。 无触角。 头胸部：6体节，第1对附肢为螯

10、肢，第2对附肢为触肢或脚须；第3-6体节各有1对步足。,螯肢亚门,1.螯枝亚门分类 肢口纲 蛛形纲 海蜘蛛纲,蛛形纲：体分头胸部和腹部。头胸部有6对附肢，即一对螯肢、一对脚须和4对步足。腹肢几乎完全退化。用书肺和气管呼吸。如各种蜘蛛、蝎、疥、螨等。,螯肢亚门,螯肢亚门,海蜘蛛纲 常见的小型海产动物，体型类似蜘蛛。具有4对细长的步足，头部前端向前伸出圆柱形的吻。,2.螯肢动物的形态结构与生理机能 丝腺、蛛丝与蛛网 丝腺：位于蜘腹部，由基节腺转变而成。蛛丝：丝腺分泌的丝心蛋白通过纺器抽出形成。 纺器：是高度特化的后体部附肢，用以纺丝，位于腹部腹面后端或中部，通常共3对，分别称为前、中、后纺器。以纺

11、管连接体内丝腺导管。 筛器：由纺器转变成的中央板，具有细小的纺管，能够纺出极细的丝纤维,螯肢亚门,螯肢亚门,蛛丝：主要成分是丝心蛋白（由甘氨酸，丙氨酸和丝氨酸组成）。由丝腺分泌，在纺器中由水溶性液体转变成纤维。细而弹性和韧性好。 圆网（见课本）,纺丝织网为蜘蛛重要的生物学特性，适应陆上生活。 所有蜘蛛都产丝，但并非都能织网。,螯肢亚门,螯肢亚门,摄食与消化 食肉性，蜘蛛在夜间捕食，狩猎方式：结网捕食、游猎捕食。 蜘蛛毒液（内有消化酶，从螯肢流出）。 蜘蛛前肠包括口、食管和吸胃。 吸吮胃 ：蜘蛛前肠后端的膨大，其背面和左右两侧面均着生强大的肌肉束，为蜘蛛特有结构，功能：吮吸液汁。 蜘蛛中肠十分发

12、达，有盲管、侧盲管和发达的消化腺，储存食物。,气体交换 肢口纲：书鳃。 蛛形纲：书肺和气管。 书肺为蜘蛛所特有，为体表的内陷物，由多个扁平突起构成。气体交换场所。,螯肢亚门,螯肢亚门,排泄与水平衡 排泄器官：基节腺（后肾管特化）和马氏管。 行为与渗透压调节 通过夜行性、埋在沙土中、身体抬高等方式防止水分蒸发。,生殖与发育 蜘蛛交配：雄蛛性成熟较早；先织成小网，称为精网，再排出精液，精网上，然后用脚须器吸入网上的精液。接着接近雌蛛，并抱住雌蛛的腹部进行交配，将脚须器插入雌蛛的纳精囊孔或生殖孔内，传递精子，交配完毕，雄蛛迅即离去，否则常被雌蛛吃掉。 蝎为卵胎生或胎生,螯肢亚门,螯肢亚门,种类多样性

13、,螯肢亚门,螯肢亚门,蝎的取食,螯肢亚门,螯肢亚门,螯肢亚门,黑寡妇蜘蛛（简称黑寡妇）具强烈神经毒素。,螯肢亚门,捕鸟蛛：是最大型的蜘蛛，最大的有 25 厘米长。原产自亚马逊雨林区，生活在树洞里，喜欢吃麻雀的幼仔。,螯肢亚门,蜱螨目 体小，不分节，头胸部与腹部愈合 间接发育 常见种类：棉红蜘蛛；羌螨；人疥螨；硬蜱,9.2.2甲壳亚门,节肢动物门中体制比较原始的种类 身体由较多的体节构成 附肢也特别多，几乎每个体节都有一对附肢 附肢大部分都是双枝型 绝大多数甲壳动物水生，用鳃呼吸 海洋中“海洋昆虫”,甲壳亚门,1.甲壳亚门的分类 （1）桨足纲 （2）头虾纲 （3）鳃足纲 （4）颚足纲 （5）软甲

14、纲 （6）十足目 2.甲壳动物的形态结构与生理机能 （1）外部形态 （2）生理机能 （3）代表动物 3.甲壳动物的系统发生,甲壳亚门,1.甲壳亚门的分类 桨足纲 头虾纲 鳃足纲 颚足纲 软甲纲,甲壳亚门,桨足纲 稀有类群，我国未发现。 桨足动物于1981年在巴哈马的一个洞穴中被首次发现，其后在加勒比海、印度洋、澳洲等地区的与海相连的洞穴中发现了12种桨足动物。 这些洞穴中的水与众不同，是分层的，淡水位于海水的上层，桨足动物就生活在其中。 桨足动物的幼体至今仍未被发现。,甲壳亚门,头虾纲 稀有种类，我国未曾发现过。,甲壳亚门,鳃足纲 卤虫 枝角类，如大型溞,甲壳亚门,颚足纲 如藤壶 桡足类，如剑

15、水蚤,甲壳亚门,软甲纲 体节数恒定，19或20体节（头部5节、胸部8节，腹部6-7节），具尾节 头胸甲一般发达,甲壳亚门,软甲纲分类 口足目：如虾蛄 等足目：如鼠妇和海蟑螂 端足目：如钩虾 磷虾目：如磷虾 十足目：如对虾、日本沼虾、龙虾、克氏原螯虾、寄居蟹、中华绒螯蟹、三疣梭子蟹、华溪蟹等。,甲壳亚门,2.甲壳动物的形态结构与生理机能 （1）外部形态 由较多的体节构成，体节数目因种类不同而异原始种类体节数较多高等的软甲纲节数恒定，共19或20节，计头部5节，胸部8节，腹部6或7节。 在进化过程中明显存在着躯干部不断缩短、身体分部不断明显等趋势。,甲壳亚门,身体分部 头部：5个体节：两个触角节，

16、一个大颚节和两个小颚节。 胸部：如日本沼虾：头部与8个胸节全部愈合，身体就只有头胸部和腹部两个体部。 腹部：发达或退化；如日本沼虾，腹部6节。 尾节：腹部最后一体节的末端，肛节，不是真正的体节。,对比蜘蛛,蜘蛛头胸部除螯肢和脚须外有步足4对，腹部无附肢。,甲壳亚门,甲壳：体表外骨骼，其主要成分是几丁质，但含有大量的碳酸钙，比较坚硬，背甲、腹甲侧甲（2），功能：保护身体，抵抗水环境中的压力。 头胸甲：覆盖在甲壳动物头胸部的甲壳，它是由头部后缘发出并向后延伸的皮肤皱褶所形成。功能：保护身体。 额剑：头胸甲的前端一个尖的突起，平衡身体的作用。,甲壳亚门,附肢（以日本沼虾为例） 头部： 1.第一触角（2个），小触角，结构：外鞭、内鞭、副鞭；作用：具有嗅毛、化感。 2.第二触角（2），大触角，外肢扁平呈鳞片状，与升降有关；作用：具有触毛、触觉。 3.大颚（2），坚硬、具门齿突和臼齿突。 4.第一小颚（2），扁平呈叶片状。 5.第二小颚（2），呼吸板，颚舟叶，外肢发达，用以扇动鳃腔内水流，以利呼吸。,甲壳亚门,胸部： 6-8.第一至第三颚足（2） 口器：由大颚、第一