生物体结构与功能的统一部分.ppt

中山大学中山大学 生命科学学院生命科学学院动物学研究室动物学研究室 苗素英副教授苗素英副教授8生物体结构和功能的统一生物体结构和功能的统一 以脊椎动物的生活为例以脊椎动物的生活为例8.1 脊椎动物的分类和演化脊椎动物的分类和演化8.2 鱼类对水生生活的适应鱼类对水生生活的适应8.3 动物从水生到陆生的适应动物从水生到陆生的适应8.4 鸟类对飞翔生活的适应鸟类对飞翔生活的适应脊索动物门脊索动物门 Chordata 尾索动物亚门 Urochordata 头索动物亚门 Cephalochordata 脊椎动物亚门 Vertebrata 圆口纲 Cyclostomata 鱼 纲 Pisces 两栖纲 Amphibia 爬行纲 Reptilia 鸟 纲 Aves 哺乳纲 Mammalia 脊脊 椎椎 动动 物物 的的 分分 类类脊椎动物各大类群的演化关系脊椎动物各大类群的演化关系怎样快速游泳？怎样快速游泳？怎样浮在水中？怎样浮在水中？怎样呼吸水中的氧气？怎样呼吸水中的氧气？怎样调节身体的渗透平衡？怎样调节身体的渗透平衡？怎样在水中繁殖？怎样在水中繁殖？怎样在水中藏匿？怎样在水中藏匿？ 肌肉：肌肉：具肌隔，分节呈锯齿状排列的躯干部肌肉是游泳前进的主要动力。

皮肤：皮肤：皮肤分泌的黏液，减轻水流的摩擦力 运动方式运动方式 气体交换面积大气体交换面积大 壁薄壁薄 丰富的毛细血管丰富的毛细血管 逆流循环逆流循环鳃鳃 弓弓鳃鳃 耙耙鳃鳃 丝丝鳃小片鳃小片硬骨鱼的渗透调节硬骨鱼的渗透调节淡水鱼类：淡水鱼类：肾脏排水 吸盐细胞吸盐 食物摄取盐分海水鱼类：海水鱼类：吞入海水 泌盐细胞排盐血液中保持2%的尿素软骨鱼的渗透调节软骨鱼的渗透调节卵生卵生体外受精，体外发育体外受精，体外发育卵胎生卵胎生体内、外受精，体内发育体内、外受精，体内发育鱼鱼类类的的繁繁殖殖海龙目海龙目 海龙海龙一種在台灣海域珊瑚礁區常見的比目魚一種在台灣海域珊瑚礁區常見的比目魚，豹紋豹紋(Bothus pantherinus) 鱼类在水中藏匿鱼类在水中藏匿鱼类在水中藏匿鱼类在水中藏匿淡水鱼类、珊瑚礁鱼类等淡水鱼类、珊瑚礁鱼类等 从水生到陆生面临的困难有哪些？从水生到陆生面临的困难有哪些？ 怎样通过身体结构的逐步完善来克服困难？怎样通过身体结构的逐步完善来克服困难？1）在陆地上支持体重并完成运动）在陆地上支持体重并完成运动2）呼吸空气中的氧气）呼吸空气中的氧气3）防止体内水分的蒸发）防止体内水分的蒸发4）在陆地繁殖）在陆地繁殖5）维持体内生理生化活动所必须的）维持体内生理生化活动所必须的 温度条件温度条件6）适应陆地生活的感官和完善的神经系统）适应陆地生活的感官和完善的神经系统两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类 对陆生生活的逐步适应对陆生生活的逐步适应1）怎样在陆地支撑体重并产生运动）怎样在陆地支撑体重并产生运动？2）怎样呼吸空气中的氧气）怎样呼吸空气中的氧气？3）怎样防止体内水分蒸发）怎样防止体内水分蒸发？4）怎样在陆地上繁殖）怎样在陆地上繁殖？5）怎样在陆地上维持新陈代谢所需温度身体温度）怎样在陆地上维持新陈代谢所需温度身体温度？6）感官和神经系统怎样适应陆地环境）感官和神经系统怎样适应陆地环境？ 在陆地上运动在陆地上运动 在陆地上防水分蒸发在陆地上防水分蒸发两栖动物在水中繁殖两栖动物在水中繁殖 在陆地上繁殖在陆地上繁殖在陆地上保持新陈代谢所需温度在陆地上保持新陈代谢所需温度鱼类鱼类两栖类和爬行类两栖类和爬行类鸟类和哺乳类鸟类和哺乳类协调复杂的机能活动和适应多变的环境条件的神经系统协调复杂的机能活动和适应多变的环境条件的神经系统大脑和小脑的体积增大，神经细胞层加厚，表面出现沟回。

大脑和小脑的体积增大，神经细胞层加厚，表面出现沟回两两栖栖动动物物的的听听觉觉器器官官哺哺乳乳动动物物的的听听觉觉器器官官 前肢特化为飞翔器官前肢特化为飞翔器官翼；翼； 具流线型外廓，纺锤型体形、被覆羽毛；具流线型外廓，纺锤型体形、被覆羽毛； 颈长而灵活，后肢强大，弥补前肢变翼后的不便；颈长而灵活，后肢强大，弥补前肢变翼后的不便； 躯干结实，尾骨退化，有利于飞行的稳定躯干结实，尾骨退化，有利于飞行的稳定 2、皮肤、皮肤 薄而松的皮肤，便于飞翔时肌肉的剧烈运动；薄而松的皮肤，便于飞翔时肌肉的剧烈运动； 表皮衍生物表皮衍生物羽毛，其着生方式有利于飞翔，羽毛，其着生方式有利于飞翔， 构成飞翔器官的一部分，构成飞翔器官的一部分， 使外廓更呈流线型，减少飞行时的阻力使外廓更呈流线型，减少飞行时的阻力3、骨、骨 骼骼 骨骼轻而坚固，具骨骼轻而坚固，具充满空气的腔隙和坚充满空气的腔隙和坚固的横梁；固的横梁； 前肢特化为翼；前肢特化为翼； 具有龙骨突起，以具有龙骨突起，以增加飞翔肌肉（胸肌）增加飞翔肌肉（胸肌）的固着面；的固着面； 牢固的胸廓，尤其牢固的胸廓，尤其是肋骨；是肋骨； 骨骼的愈合和尾骨骨骼的愈合和尾骨的退化，使躯体重心的退化，使躯体重心集中于中央，有助于集中于中央，有助于在飞翔中保持平衡；在飞翔中保持平衡； V形叉骨等形叉骨等4、肌肉、肌肉 背部肌肉退化，胸部肌肉发达，有利于飞行中保持重心稳定背部肌肉退化，胸部肌肉发达，有利于飞行中保持重心稳定。

胸大肌：翼下搧胸小肌：翼上扬5、消化、消化 牙退化，认为是减轻体重的适应牙退化，认为是减轻体重的适应 直肠短，不储存粪便，且有吸收水分的能力，有助直肠短，不储存粪便，且有吸收水分的能力，有助于减少失水及飞行中的负荷于减少失水及飞行中的负荷 消化力强，消化迅速，是鸟类活动性强，新陈代谢消化力强，消化迅速，是鸟类活动性强，新陈代谢旺盛的物质基础旺盛的物质基础 一般鸟类的每天摄食量为体重的一般鸟类的每天摄食量为体重的10-30%，有的达，有的达200%； 一般经一般经1.5小时即可通过消化道，有的仅需小时即可通过消化道，有的仅需30分钟6、呼吸、呼吸 气囊式呼吸系统结构和气囊式呼吸系统结构和独特的呼吸方式独特的呼吸方式双双重呼吸重呼吸，与飞翔生活所，与飞翔生活所需的高氧消耗相适应需的高氧消耗相适应 气囊除帮助呼吸外，还气囊除帮助呼吸外，还可减轻身体比重，减少可减轻身体比重，减少飞翔是肌肉间和内脏间飞翔是肌肉间和内脏间的摩擦，还是快速热代的摩擦，还是快速热代谢的冷却系统谢的冷却系统 肺的结构为管道系统肺的结构为管道系统双重呼吸双重呼吸 在鸟类连续的在鸟类连续的呼吸过程中，每一呼吸过程中，每一次吸气和呼气，肺次吸气和呼气，肺内总有连续不断的内总有连续不断的富含氧气的气体通富含氧气的气体通过，进行气体交换，过，进行气体交换，这种呼吸方式称为这种呼吸方式称为双重呼吸双重呼吸。

7、循环、循环 循环系统适应了鸟类旺盛的气体、营养物质及废物代谢水平循环系统适应了鸟类旺盛的气体、营养物质及废物代谢水平 完全的双循环完全的双循环 心脏容量大心脏容量大 心跳频率高心跳频率高 动脉压高动脉压高 血液循环迅速血液循环迅速心脏占体重%心博次数/min蛙0.5722人0.4272鸽1.71135-244金丝雀1.68514蜂鸟2.376158、泄殖系统、泄殖系统排泄：排泄：排泄尿酸，减少失水排泄尿酸，减少失水肾小管和泄殖腔有重吸收水分的能力，减少水分损失肾小管和泄殖腔有重吸收水分的能力，减少水分损失无膀胱，不储尿，以减轻体重无膀胱，不储尿，以减轻体重生殖：生殖：生殖腺活动的季节性，是对飞翔生活的适应生殖腺活动的季节性，是对飞翔生活的适应9、神经系统和感觉器官、神经系统和感觉器官 纹状体发达，是鸟类复杂活动和学习的中枢纹状体发达，是鸟类复杂活动和学习的中枢 小脑相对发达，是运动协调和平衡中枢小脑相对发达，是运动协调和平衡中枢 鸟类的感官鸟类的感官视觉器官特别发达，听觉次之，嗅觉退化与飞翔生活相适应视觉器官特别发达，听觉次之，嗅觉退化与飞翔生活相适应双重调节：双重调节：改变晶状体的形状改变晶状体的形状改变晶状体与角膜的距离改变晶状体与角膜的距离改变角膜的屈度改变角膜的屈度 鱼类的形态结构是怎样适应水生生活的鱼类的形态结构是怎样适应水生生活的 ？ 鸟类为什么能够飞翔？鸟类为什么能够飞翔？ 脊椎动物从水生到陆生的演化过程中，身体结构和功脊椎动物从水生到陆生的演化过程中，身体结构和功能上有哪些主要适应性变化？能上有哪些主要适应性变化？ 你能举出其它的例子来说明生物体的结构和功能的统你能举出其它的例子来说明生物体的结构和功能的统一吗？一吗？。