第5章 腔肠动物门
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第五章腔肠动物门(Coelenterata)腔肠动物---进化地位•身体出现了固定的辐射对称(radial symmetry)或两侧辐射对称(biradial symmetry)体制;•两侧辐射对称:通过身体中轴,只有两个平面能把身体分成相等的两部分。
•具有两个胚层;开始出现组织分化和简单的器官;•腔肠动物是多细胞动物中最为原始的一类。
是真正后生动物的开始。
腔肠动物--生物学特征•身体具有两层细胞:•体壁外层来自胚胎发育时期的外胚层,体壁内层来自胚胎发育时期的内胚层;•体壁有刺细胞;•体壁围绕身体纵轴成为一个消化循环腔,消化循环腔只有一个开口;•除细胞内消化,还具有细胞外消化;•出现了感觉器官,有神经细胞和网状神经系统;•身体能够自由运动。
一、腔肠动物门的主要特征1、体制与基本结构;辐射对称到双辐射对称2、体壁结构:具有真正的两胚层和原始的组织(皮层;中胶层;胃层)3、消化循环腔;4、原始的神经系统;神经网5、繁殖与生活史1.体制与基本结构•基本是辐射对称---对水中固着或漂浮生活的一种适应;•珊瑚纲中很多动物为双辐射对称---介于辐射对称和左右对称之间的一种形式。
•生活史中出现两种基本形态:水螅型(hydroid type)、水母型(medusa type)•水螅型---适应固着生活,中胶层较薄;•水母型---适应漂浮生活。
•水螅型、水母型的基本构造本质上是相同的:•若将水母型上下翻转过来,其形态就与水螅型相似。
水螅型与水母型的形态比较2.体壁结构皮层(epidermis)由外胚层发育而来。
结构图示•上皮细胞(epithelio cell):其基部有肌原纤维沿身体纵轴排列,它的收缩使身体和触手变短变粗,兼有肌肉的功能,故又称上皮肌肉细胞(epitheliomuscular cell);•腺细胞(gland cell):分布于皮肌细胞之间,能分泌粘液,使水螅便于附着或在基质上滑动;•感觉细胞(sensory cell):体积小,在口和触手等处较多,它的基部与神经纤维连接;•神经细胞(nerve cell):位于皮肌细胞基部,接近中胶层,它的细胞突起彼此相连成网状,构成神经网,起传导刺激向四周扩散的作用。
第五章腔肠动物门第一节腔肠动物门概述一.辐射对称辐射对称——通过身体的中轴(有口面到反口面),有很多个切面可以把身体分为两个相等的部份.具有这样体型的动物适于漂流生活。
两辐射对称——即通过身体的中轴,只有两个切面可以把身体分为相等的两部份如海葵,具有这样体形的动物适应固定生活。
二.两胚层和原始消化腔1.两胚层:外胚层——保护,运动,感觉中胶层——由内外胚层细胞分泌内胚层——消化2.消化循环腔——由内外胚层细胞所围成的腔,即胚胎发育中的原肠腔。
具有消化作用(胞内外),且能将营养物质输送到身体各部份,有口无肛门。
三. 组织分化1.细胞分化:皮肌细胞,腺细胞,神经细胞等.2.组织分化:上皮细胞含有肌肉组织的特点,称皮肌细胞。
上皮组织,肌肉组织(原始).四.漫散神经系统----神经网1.由两极和多极神经元以及感觉细胞基部的纤维互相连接而成.(原始性,传导无定向,无鞘和无中枢)2.外界:光,食物等刺激——感觉细胞接受刺激——神经细胞传导——皮肌细胞,刺细胞产生发反应(避敌,摄食).五.刺细胞刺细胞分布于外胚层细胞中,以触手最多.由刺针(接受刺激),刺丝(毒液)组成.六.水螅型和水母型水螅型:圆筒形,固着生活.水母型:盘形浮游生活.七.生殖和世代交替出芽生殖,有性生殖世代交替——无性世代和有性世代交替进行的生活史类型.第二节腔肠动物门的分类一.水螅纲具水螅型和水母型,无口道,水母型具缘膜,性细胞由外胚层细胞产生.如僧帽水母,筒螅,水螅,桃花水母.二.钵水母纲大型水母,不具缘膜,性细胞由内胚层产生.如海月水母,海蜇,霞水母.三.珊瑚纲水螅世代,口道发达,具骨胳,多群体,性细胞由内胚层产生,如海葵,珊瑚.第三节水螅纲一.水螅纲的主要特征1.生活史具水母型和水螅型,多为海产.2.无口道,消化循环腔简单,无隔膜.3.水母型的伞缘有缘膜,无触手囊.4.内胚层无刺细胞,生殖腺来源于外胚层.二.代表动物——水螅生态:单独生活在较清洁而富有水草的淡水池和流溪的水草,以水蚤,蠕虫等小动物为食. 身体结构:体型:细管形,有触手.体壁:1.外胚层:皮肌细胞----最多, 具身体长轴排列的肌原纤维感觉细胞----分布在口,触手,基盘位置多,体积小,端部有感觉毛神经细胞----位于外胚层细胞的基部刺细胞----触手最多腺细胞----分泌粘液2.中胶层:有胶状物质,无细胞3.内胚层:皮肌细胞----具环状肌原纤维和鞭毛,进行胞内消化腺细胞----分泌消化酶,胞外消化间细胞----数目少感觉细胞----数目少四种刺丝囊:穿刺刺丝囊——刺丝翻出,毒液射入敌害或猎物.卷缠刺丝囊——不注射毒液,缠绕猎物.两种粘性刺丝囊——分泌粘液,利于捕食和运动.运动:移动,翻筋斗的方式摄食和消化:用刺细胞和触手获食物,有口无肛门.呼吸和排泄:体表,代谢物质以氨形式排出感觉和行为:网状神经系统,避开强光和弱光, 18-20度最适合.生殖:无性生殖___出芽(适合环境)有性生殖___同体或异体(环境差)浮浪幼虫___水螅受精卵发育经过双胚层的具有纤毛幼虫多态现象___如僧帽水母除营养体,生殖体外,还有浮囊体等形态,即在同一群体上,有多种不同形态及功能的个体.第四节钵水母纲一、代表动物——海月水母1.形态:伞形,圆盘状,分为外伞和内伞,内伞中央有口,口的4角悬有4条口腕,口腕上有口沟.伞缘分布有触手,间隔有八个缺刻,缺刻中有触手囊(感觉).2.消化系统由消化道(口,胃,四个胃囊)和循环管道(辐管和环管)组成.三种辐管:正辐管___由口腕方向伸向伞缘的四条分枝管间辐管___由胃囊方向伸向伞缘的四条分枝管从辐管___位于正辐管和间辐管之间的辐管水流方向:口--胃腔--从辐管--环管--正辐(间辐管)--胃囊--口--体外3.神经系统:神经网,出现神经丛(神经细胞和神经纤维)4.感觉器:触手囊内有平衡石,上面有眼点,下有缘瓣,缘瓣上有感觉细胞和纤毛,2个嗅窝。
第五章腔肠动物进化地位身体出现两胚层分化;开始出现了组织分化和简单的器官;出现了固定的辐射对称或两辐射对称体制。
1.组织水平的多细胞动物若将海绵动物看作是多细胞动物进化中的一个侧支,那么腔肠动物在结构、生理及进化水平上超过了海绵动物,是多细胞动物中最为原始的一类。
2.真正后生动物的开始第一节腔肠动物的主要特征体制消化循环腔结构功能特征体壁神经网无性生殖有性生殖繁殖生活史世代交替多态现象一、结构和功能特征:---------组织水平的多细胞动物1. 体制与基本体型:出现了固定的辐射对称或两辐射对称体制-------辐射对称:通过动物身体的中央轴,有很多个切面能把身体切成相等的两部分的体制。
-------两辐射对称:通过动物身体的中央轴,只有两个切面能够把身体切成相等的两个部分。
这是介于辐射对称和两侧射对称之间的一种过渡形式。
2. 体壁结构:在动物的进化历程中,腔肠动物第一次出现了胚层的分化,是真正两胚层动物的开始。
体壁是由外胚层和内胚层及两层细胞之间的中胶层构成。
外胚层------表皮层-------保护、运动、感光内胚层------胃层-----------消化、生殖体壁结构---------原始组织分化---------组织水平的多细胞动物上皮组织占优势:形成皮肌细胞--------上皮功能+肌肉功能分化为感觉细胞-----神经样传导功能3.消化循环腔:腔肠动物开始出现了消化腔,称为胃循环腔或消化循环腔,有一孔口与外界相通,无肛门。
胃循环腔被内胚层起源的胃层细胞包围,是食物进行初步消化的场所,具有重要的生理机能:-------细胞内消化-------细胞外消化(动物首次出现)4.神经网腔肠动物的神经细胞主要为多极神经细胞,也还有双神经细胞等。
神经细胞本体位于上皮肌细胞基部,靠近中胶层,平行于体表排列。
神经细胞相互分离分布,靠神经纤维相联,形成网状,故名网状神经或神经网。
-------------散漫型神经系统、弥散性神经系统5.无专门呼吸、排泄系统:小节腔肠动物身体出现两胚层分化;开始出现了组织分化和简单的器官;出现了固定的辐射对称或两辐射对称体制及消化循环腔和散漫型神经网。
第五章腔肠动物Coelenterata目的与要求掌握腔肠动物门的主要特征,了解两胚层、原始消化腔及神经网出现的生物学意义;以水螅为代表,掌握腔肠动物的形态、结构与机能特点;了解腔肠动物门的系统分类及演化;了解腔肠动物出现的意义。
重点与难点腔肠动物门的主要特征,两胚层、原始消化腔及神经网出现的生物学意义;水螅形态、结构与机能特点;腔肠动物门的系统分类及演化。
方法与手段多媒体、讲授与讨论、实验第一节腔肠动物的主要特征腔肠动物身体是由两层细胞构成的多细胞动物,但在结构、生理及进化水平上超过了海绵动物,是真正后生动物的开始,它们在动物进化过程中占有重要地位,所有后生动物都是要经过这个阶段发展起来的。
腔肠动物为辐射对称,具两胚层,有组织分化,原始的消化腔及原始神经系统的低等后生动物(metazoa)。
这些特征是海绵动物还没有发生,而为其他多细胞动物所共有的基本特征。
Fig 5. 1 Coelenterata一、辐射对称多孔动物的体型多数是不对称的。
从腔肠动物开始,体型有了固定的对称形式。
本门动物一般为辐射对称(radial symmetry )。
即大多数腔肠动物,通过其体内的中央轴(从口面到反口面)有许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。
这种对称只有上、下之分,没有前后左右之分,只适应于在水中营固着的或漂浮的生活。
利用其辐射对称的器官从周围环境中摄取食物或感受刺激。
在腔肠动物中有些种类已由辐射对称发展为两辐射对称(biradial symmetry ),即通过身体的中央轴,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。
腔肠动物身体有了固定的对称体制,身体或为水螅型(hydroidtype ),或为水母型(medusatype ),或两者兼有,或交替出现,这种体制是与其在水中营固着生活或漂浮生活的生活方式相关。
腔肠动物则是最原始的真后生动物(Eumetazoa )。
第五章腔肠动物门
1.腔肠动物门的主要特征是什么?如何理解它在动物进化上占重要位置?
答:腔肠动物门的主要特征:(一)辐射对称多孔动物的体型多数是不对称的。
从腔肠动物开始,体型有了固定的对称形式。
(二)两胚层、原始消化腔多孔动物虽然具有二胚层,但从发生来看,它与其他后生动物不同,因此一般只称为二层细胞。
腔肠动物才是具有真正二胚层(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体内的腔,即胚胎发育中的原肠腔。
它与海绵的中央腔不同,具有消化的功能,可以行细胞外及细胞内消化。
因此,可以说从这类动物开始有了消化腔。
(三)组织分化海绵动物主要是有细胞分化。
腔肠动物不仅有细胞分化,而且开始分化出简单的组织。
动物的组织一般分为上皮、结缔、肌肉、神经四类,而在腔肠动物上皮组织却占优势,由它形成体内、外表面,并分化为感觉细胞、消化细胞等。
(四)肌肉的结构上皮肌肉细胞既属于上皮,也属于肌肉的范围。
这表明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,也有的上皮成分不发达,成为肌细胞,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。
关于肌肉的神经支配了解的不多,近年来有的实验证明,腔肠动物的神经与肌肉的接触部分——神经肌肉突触的超微结构和神经肌肉连接,也都与高等动物的相似。
(五)原始的神经系统——神经网是动物界里最简单最原始的神经系统。
一
般认为它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。
由于所有其他后生动物都是经过这个阶段发展起来的,所以这类动物在进化过程中占有重要位置。
2.掌握水螅的基本结构如内外胚层细胞的分化等,通过它了解腔肠动物的体壁
结构、组织分化等基本特征。
答:水螅体为圆柱状,能伸缩,遇到刺激时可将身体缩成一团。
一端附于水草或其他物体上,附着端称为基盘。
另一端有口,口长在圆锥形的突起——垂唇上,平常口关闭呈星形,当摄食时口张开,在口之周围,有细长的触手,一般6—10条,呈辐射排列,主要为捕食器官。
也可借助于触手和身体弯曲作尺蠖样运动或翻筋斗运动。
水螅的身体内部为一空腔,由口与外界相通,也与触手相通,此为消化循环腔。
其体壁由两层细胞构成,在2层细胞之间为中胶层。
体表的一层为外胚层,这层细胞主要有保护和感觉的功能。
里面的一层为内胚层,主要有营养功能。
外胚层包括皮肌细胞(称上皮肌细胞或外皮肌细胞)、腺细胞、感觉细胞、神经细胞、刺细胞和间细胞。
在外胚层中皮肌细胞数目最多,皮肌细胞基部的肌原纤维沿着身体之长轴排列,如一层纵行的肌纤维,它收缩时可使水螅身体或触手变短。
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。
神经细胞位于外胚层细胞的基部,接近于中胶层的部分,神经细胞的突起彼此连接起来形成网状,传导刺激向四周扩散,
所以当其身体的一部分受较强的刺激时,全身都发生收缩反应,以避开有害刺激。
刺细胞是腔肠动物所特有的,它遍布于体表,触手上特别多。
每个刺细胞有一核位于细胞之一侧,并有囊状的刺丝囊,囊内贮有毒液及一盘旋的丝状管。
水螅有四种刺丝囊:穿刺刺丝囊,可把毒素射人捕获物或其他小动物体内,将其麻醉或杀死。
卷缠刺丝囊,不注射毒液,而只缠绕被捕物。
还有2种粘性刺丝囊,对捕食和运动有作用。
间细胞,主要在外胚层细胞之间,可以分化成刺细胞和生殖细胞等。
内胚层包括内皮肌细胞、腺细胞和少数感觉细胞与间细胞。
在内胚层细胞的基部也有分散的神经细胞,但未连接成网。
内皮肌细胞或称营养肌肉细胞,是一种具营养机能兼收缩机能的细胞,在细胞之顶端通常有2条鞭毛(1—5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。
在口周围,皮肌细胞的肌原纤维还有括约肌的作用。
腺细胞在内皮肌细胞之间,分散于内胚层各部分。
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,在滑润作用,使食物容易被吞进去;在消化循环腔内的,则能分泌消化酶消化食物。
3.腔肠动物分哪几个纲,各纲的主要特征是什么?有何价值?
答:腔肠动物分为3个纲:水螅纲、钵水母纲、珊瑚纲。
一、水螅纲本纲动物绝大多数生活在海水中,少数生活在淡水。
生活史中
大部分有水螅型和水母型,即有世代交替现象。
本纲动物的主要特征:1.一般是小形的水螅型或水母型动物。
2.水螅型结构较简单,只有简单的消化循环腔。
3.水母型有缘膜,触手基部有平衡囊。
4.生活史大部分有水螅型与水母型,即有世代交替现象(如薮枝虫),少数种类水螅型发达,无水母型(如水螅)或水母型不发达(如筒螅),也有水母型发达,水螅型不发达或不存在,如钩手水母、桃花水母;还有的群体发展为多态现象,如僧帽水母。
二、钵水母纲本纲动物全部生活在海水中,大多为大型的水母类,水母型
发达,水螅型非常退化,常常以幼虫的形式出现,而且水母型的构造比水螅水母复杂。
本纲的主要特征:1.钵水母一般为大形水母,而水螅水母为小形的。
2.钵水母无缘膜,而水螅水母有缘膜。
钵水母的感觉器官为触手囊,水螅水母为平衡囊。
3,钵水母的结构较复杂,在胃囊内有胃丝,而水螅水母则无。
4,钵水母的生殖腺来源于内胚层,水螅水母的生殖腺来源于外胚层。
钵水母类在腔肠动物中是经济价值较高的一类动物,比如海蜇即属此类。
海蜇的营养价值较丰富,含有蛋白质、维生素HJ、维生素B2等。
经加工处理后的蜇皮,是海蜇的伞部,蜇头或蜇爪为海蜇的口柄部分。
我国食用海蜇的历史悠久,在我国沿海海蜇的产量非常丰富,浙江、福建沿海一带最多。
仿生学也在研究水母,制作预测风暴的报警仪器。
又如海蜇的运动是由脉冲式的喷射而推进的,而喷气式飞机是连续不断的气流喷射而推进的。
有的科学家曾设想把海蜇的推进方式用于喷气式飞机的设计,这样既能节省能量,又能最好的利用所产生的动力。
三、珊瑚纲这纲动物与前二纲不同,只有水螅型,没有水母型,且水螅体
的构造较水螅纲的螅体复杂。
其主要特征:1.珊瑚纲只有水螅型,其构造较复杂,有口道、口道沟、隔膜和隔膜丝。
2.珊瑚纲螅型体的生殖腺来自内胚层,水螅纲螅型体的生殖腺来自外胚层。
石珊瑚可用来盖房子,如海南沿海一带用珊瑚建造的房子坚固耐用、便宜美观。
还可用石珊瑚烧石灰制水
泥、铺路等。
养殖石花菜,或作观赏用、制作装饰晶等。
古珊瑚礁和现代珊可形成储油层,对找寻石油也有重要意义。
4.初步了解腔肠动物的系统发展。
答:腔肠动物是真正多细胞动物的开始。
从其个体发育看,一般海产的腔肠动物,都经过浮浪幼虫的阶段,由此可推想:最原始的腔肠动物是能够自由游泳的、具纤毛的动物,其形状像浮浪幼虫,即梅契尼柯夫所假设的群体鞭毛虫,细胞移入后形成为原始二胚层的动物,发展成腔肠动物,在现存的腔肠动物中,水螅纲无疑是最低等的一类,因为其水螅型与水母型的构造都比较简单,生殖腺来自外胚层。
钵水母纲水螅型退化,水母型发达,结构较复杂。
珊瑚纲无水母型,只有结构复杂的水螅型。
后2纲的生殖腺又都来自内胚层,因此可以认为,钵水母纲和珊瑚纲可能起源于水螅纲,沿着不同的途径发展而来的。
综上所述,腔肠动物门的内容可简要概括如下:腔肠动物一般为辐射对称(也有两侧辐射对称的),具两胚层,有原始的消化腔(消化循环腔),有口无肛门,行细胞外及细胞内消化。
有组织分化,具原始的肌肉结构(皮肌细胞)和原始的神经系统(神经网),有刺细胞。
有骨骼时,为钙质或角质。
体型一般为水螅型和水母型,水螅型适于固着生活,体呈圆筒形,水母型适于漂浮生活,体一般呈盘形,二者的结构基本相同,如把水螅型倒置,其基部与水母的外伞相当,沿中轴压乎即成盘形。
二者之不同点:水母型适应漂浮生活,中胶层加厚,这可以减轻身体的比重。
也有些为多态的群体。
在生活史中,有些具发达的水螅型与水母型,有世代交替现象;有些水母型发达,水螅型不发达或不存在;有些水螅型发达,水母型不发达或不存在。
海产种类个体发育中经浮浪幼虫期。
过去一般认为有些种类有经济价值,随着科学的发展,发现腔肠动物还有多方面的用途,值得探索。