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1、动物生物学,主讲人：徐志玲重庆大学生物工程学院,第五节节肢动物门（Arthropoda）,本章聚焦,一、节肢动物门主要特征二、节肢动物门分类,学习要求,重点掌握：1、节肢动物门的主要特征；2、掌握各纲动物的主要特征及代表动物在形态结构和功 能上的特点。了解：1、肢口纲原气管纲的简要特征及昆虫纲的主要目的鉴别特征、主要经济昆虫的生态习性、形态结构及与人类的关系；2、了解常见的有经济意义的节肢动物以及节肢动物门的系统发展。,Overview,体躯分部、附肢分节的动物称为节肢动物。节肢动物种类繁多，分布广泛，适应性强。已知种类多达100万种以上，约占动物界总数的85%左右，所以，它是动物界里最大的一
2、个门，与人类的关系极为密切，有益和有害的种类不胜枚举。常见的虾、蟹、蜘蛛、蜱螨、蜈蚣等都属于节肢动物。,一、节肢动物门的主要特征,1、身体分部、附肢分节（1）身体异律分节，相邻的体节愈合形成不同的体区。不同的体区有分工，完成不同的生理功能。一般形成：头部：如昆虫由6个体节愈合形成，有眼、触角、口器等，是取食和感觉中心。胸部：如昆虫由3个体节组成，有足、翅等器官，是运动中心。腹部：由多个体节组成，是生殖和代谢中心。身体的分部在有些类群中有愈合,（2）附肢分节又称为节肢，实心、肌肉发达、与身体相连处有活动关节，分节形态：形成口器、触角、各种运动的足、辅助呼吸和生殖的各种形态功能：除了步行外，还有游
3、泳、呼吸和交配的机能，也出现一些用以防卫、捕食、咀嚼以及感觉作用的特殊结构。构造特征：双肢型（甲壳纲胸腹部）和单肢型（多足纲和昆虫纲）,2、几丁质的外骨骼和肌肉（1）外骨骼：身体外面的一层角质膜 作用：保护内脏,防止体内水分蒸散,协助肌肉完成各种运动,上表皮（epicuticle）蛋白质及脂类，陆生的种类还含有蜡质。分子排列紧密，拒水。常含色素 外表皮（exocuticle）几丁质与蛋白质结合的糖蛋白，糖蛋白鞣化，且含钙质而变硬 内表皮（endocuticle）几丁质和蛋白质，未鞣化，且钙质少，柔软、有弹性缺点：限制生长，因此有蜕皮现象,节肢动物外骨骼的构造,蜕皮（ecdysis）：上皮细胞分
4、泌新的表皮，同时分泌的几丁质酶和蛋白酶分解、吸收旧的表皮 一般，在动物的背中线处破裂，个体从中钻出，迅速吞入空气、水分使身体长大 新的表皮经鞣化变硬 蜕皮次数由激素控制；外界因素刺激（温度、盐度等）龄期（stadium）是指昆虫幼虫在连续两次蜕皮之间所经历的时间,（2）肌肉均为横纹肌，形成独立的肌肉束肌肉束往往成对地互相起拮抗作用附着在外骨骼的内表面、内突上肌肉束收缩、牵引骨板使身体运动,外骨骼的杠杆作用，调整和放大了肌肉的运动。,背纵肌收缩 身体伸直或向上弯曲腹纵肌收缩 身体下弯,3、混合体腔和循环,混合体腔（血腔）：节肢动物的体腔，在胚胎发育早期出现体腔囊，但这些体腔囊并不扩大，囊壁中胚层
5、细胞分别发育成组织和器官，而体壁与消化道之间的空腔由囊内的真体腔和囊外的原始体腔形成，因此称为混合体腔。混合体腔内含有血液，因此又称血腔。混合体腔中含血液体腔液血淋巴血腔（hemocoel）=背血窦围脏窦腹血窦,循环：开管式循环系统心脏位于消化道背面与环节动物的背血管同源血液运行途径：血液通过心脏前端的一条短动脉离开心脏，直接流到身体各部分的组织间隙中去；血液通过身体各部分的组织间隙逐渐汇集到体壁与内脏之间的混合体腔中，通过心脏上的心孔，回到心脏血液经心脏动脉血腔心孔心脏。,血管的发达程度与呼吸系统有关 体表呼吸的小型甲壳类（如水蚤），循环系统退化或仅有心脏没有血管 腮呼吸的种类（如虾和蟹），
6、循环系统发达 气管呼吸的种类（如蝗虫），只有身体背部的管状心脏，血液在血腔内循环,开放式循环系统的意义：由于血液在血管和血腔中运行，血压较低，可避免因断肢等的大量失血,4、消化与取食,消化系统分为前肠、中肠和后肠前肠、后肠 外胚层向内凹陷而成，基本结构与体表相同，几丁质齿刚毛，蜕皮前肠 取食、食物的机械研磨、贮存和初步消化后肠 对一些离子及水分重新吸收中肠 由内胚层形成 分泌消化酶，进行消化吸收 常形成盲囊、腺体进一步加强对食物的消化和吸收,取食非常广泛，特别是陆生昆虫，几乎包括：自然界一切动植物、微生物它们产生的有机物质，如植物的汁液、木材、蜡质、腐烂的生物体口器出现各种变化适应不同的取食方
7、式、不同的食物，如咀嚼式口器（蝗虫）、嚼吸式口器（蜜蜂）、刺吸式口器（蚊）、虹吸式口器（蝶类）、舔吸式口器（家蝇）,口器由头部的3对附肢和部分头部的组成的，包括3对附肢形成的大颚、小颚、下唇和上唇及舌,咀嚼式 以固体为食刺吸式 形成针状的管，以植物、动物的汁液为食虹吸式 吸食花蜜等汁液，不能刺入组织舔吸式 舌中有唾液管分泌唾液与食物混同或将食物溶解，借毛细管作用收集液汁 嚼吸式 大颚咀嚼或塑蜡，通过食物管吸取花蜜,嚼吸式（chewing-lapping type）：,蜜蜂的嚼吸式口器,大颚可以咀嚼或塑蜡，中舌，小颚外叶和下唇须合并构成复杂的食物管，可以吸取花蜜。如蜜蜂的口器。,5、多样的呼吸和
8、排泄器官,呼吸简单种类：无专门的呼吸器官，靠体表直接与环境进行气体交换，如剑水蚤、蚜虫等。水生种类a.鳃：体壁向外的突起，非常薄，便于血液与外界气体交换，如虾的鳃。b.书鳃：体壁向外突起折叠呈书叶状，如鲎。陆生种类a.气管：体壁内陷形成，气管内壁有角质层成螺旋排列，以保持管壁的形状。气管分支，布满全身，微气管伸入组织间，直接与细胞交换。如，蝗虫。b.书肺：体壁内陷折叠如书叶状。如蜘蛛,节肢动物呼吸器官,排泄器官与后肾同源的腺体结构囊状结构，一端是排泄孔，开口在体表；一端是盲管蛛形纲基节腺（coxal gland）。甲壳类绿腺（触角腺，antennal gland）、颚腺（maxillary g
9、land）代谢产物：氨马氏管（malpighan tubules）由内胚层或外胚层形成的单层细胞的盲管蛛形纲、多足纲、昆虫纲几条几百条,6、神经系统和感官,神经系统与环节动物类似链状结构；但随着体节愈合，神经节也有愈合现象；尤其头部消化道上方的前三对神经节愈合成脑：前脑、中脑和后脑,脑,前脑 视觉和行为 的神经中心,中脑 触觉的神经中心，蜘蛛等（没有触角）没有中脑的分化,后脑 发出神经分布到下唇和消化道,感官,视觉感受器 单眼 感光 复眼 感光且成像,触觉感受器,化学感受器,7、出现了内分泌系统在生殖、发育及代谢等方面起重要调节作用。如，蜕皮激素、保幼激素、脑激素等。目前，已在节肢动物体内发现
10、了与哺乳动物类似的激素及其受体，如卵泡刺激激（FSH）、黄体生成素（LH）以及FSHR和LHR。说明节肢动物可能具有与高等动物（哺乳动物）一样复杂的激素调节体制。,8、生殖和发育,一般为雌雄异体，并且是雌雄异形。有外生殖器。生殖系统除生殖腺、生殖导管、附属腺体外，高级种类有体外交配和产卵的结构，称为“外生殖器（genitalia）”，它是由一些附肢特化形成的。水生种类多为体外受精；陆生种类都是体内受精。,蛛形纲卵生(例外：蝎目卵胎生)昆虫纲一般为卵生（蚜虫、土鳖等少数卵胎生。）；一些种类能行孤雌生殖。卵胎生：卵直接在母体内孵化为幼虫，但所需营养不是来自母体，而是来自卵本身 孤雌生殖：也称单性生
11、殖（parthenogenesis），卵不必受精就能发育为新个体（如蚜虫，家蚕）,昆虫发育过程中有变态（metamorphosis）现象,变态,无变态 幼虫身体较小，性器官未成熟，如衣鱼,不完全变态,渐变态 幼虫翅和生殖腺未发育，称若虫，如蝗虫,半变态 幼虫形态和习性和成虫不同，生活环境不一样，称稚虫，如 蜻蜓,完全变态 幼虫形态和成虫不同，变成成虫前有一个不食不动的蛹期，如家蚕,变态：昆虫从卵到成熟阶段之前的生长发育过程中，不仅逐渐增大躯体，还经过形态、内部结构、生理功能以及行为习性上一系列的变化，才能发育为成虫，这种变化称为变态。变态类型有无变态、不完全变态和完全变态三种。,昆虫的胚后发育
12、,蝗虫的不完全变态,蛾类的完全变态,一龄,五龄,四龄,三龄,二龄,节肢动物由于适应不同的生活环境，除了基本结构相同外，在生活习性、形态机能、生殖方式、发育类型等方面呈现出多样性，从而构成了整个节肢动物的多样性以及在自然界中广泛的适应性，并且使其在种类和数量上属于优势地位。节肢动物的种类多，形态结构变化大，对其分类看法很不一致。一般根据呼吸器官、附肢及身体分部等特征，分为3亚门7纲。,二、节肢动物门的分类,原气管纲,肢口纲,蛛形纲,甲壳纲,多足纲,昆虫纲,现存的节肢动物分为6个纲,三、节肢动物与人类的关系,有益节肢动物供食用，如甲壳类中的蟹虾提供工业原料，如家蚕经济鱼类的天然饵料完成植物的传粉作
13、用，如蜜蜂等抑制害虫，如用寄生蜂金小蜂抑制棉铃虫制成药物，如蝎子，蜈蚣等,有害节肢动物危害农作物蝗虫、稻飞虱、玉米螟、蚜虫、棉铃虫、蝗虫、松毛虫等等传播疾病虱子传播斑疹伤寒、回归热跳蚤鼠疫白蛉子黑热病按蚊疟疾、丝虫病库蚊和伊蚊脑炎,scab mites(疥 螨),虫体小,足短，体表多鳞状皮棘口器能啮食角层组织,皮内形成隧道专性寄生表皮内致疥疮(丘疹水泡)多见于指缝手腕,肘窝,阴部,腋下,疥螨寄生于人体表皮内挖隧道,皮脂腺,毛囊,毛囊、皮脂腺内可见蠕形螨,在皮肤内寄生的蠕形螨,思考题,1、节肢动物门有哪些重要特征？节肢动物比环节动物高等表现在哪些方面？2、从节肢动物的特点，说明在动物界中节肢动物
14、种类多、分布广的原因。3、举例说明昆虫口器的类型和结构。根据口器的类型和结构，4、节肢动物与人类有什么利害关系？,5、根据什么说节肢动物由环节动物演化而来？答案要点：节肢动物是由环节动物进化而来，为学者所公认。理由有(1)身体同是具体节的。(2)神经系统基本上是相同的。(3)排泄系统如触角腺等构造和体腔管是同源的。(4)附肢的构造和疣足是相似的，因此节肢可能是在疣足的基础上进化而来的。(5)循环系统都在消化管背方。(6)原始的有爪纲兼有节肢动物和环节动物的特点。环节动物海栖的原有爪类(原有颚类)(节肢动物的远祖)有爪纲多足纲昆虫纲 三叶虫纲甲壳纲肢口纲蛛形纲,外骨骼蜕皮气管开管式循环混合体腔异律分节节肢双枝型附肢马氏管血体腔书肺咀嚼式口器刺吸式口器变态复眼羽化完全变态 不完全变态,6、名词解释,
