高中生物竞赛课件:脊椎动物各器官系统进化顺序比较共53页文档
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脊椎动物从水生到陆生的演化一、呼吸的进化1、呼吸方式脊椎动物的呼吸方式可分为两大类,即水栖种类用鳃呼吸,在水与鳃上毛细血管的血液间进行气体交换。
鳃分鳃及外鳃二种类型,鳃在园口类,鱼类终生存在,外鳃存在于所有两栖类的幼体及部分有尾两栖类的成体。
陆生种类用肺呼吸,在空气与肺上毛细血管的血液间进行气体交换。
此外一些种类尚有辅助呼吸器官,如蛙的皮肤,乌鳢的口壁粘膜,泥鳅的消化管等。
2、呼吸特点a、鱼类:鱼类的鳃位于咽部两侧,由鳃弓支持着,每一鳃弓上有两列鳃丝(软骨鱼类第五对鳃弓只有1个鳃瓣,硬骨鱼类第五对鳃弓多特化为咽骨,其上无鳃丝)。
软骨鱼有鳃间隔自鳃弓伸到体表下,鳃瓣(软骨鱼的鳃瓣多不为丝状)附在鳃间两侧。
硬骨鱼鳃间隔退化,鳃丝附于鳃弓上,鳃裂被鳃盖骨所覆盖,以鳃孔通于体外。
水流从口进入以后流经鳃,水中的氧和血液中的二氧化碳进行交换。
氧进入血液中,而二氧化碳则随水流排出体外。
b、两栖类:幼体用腮呼吸,变态后,腮消失,用肺呼吸。
鳃是由外胚层发育来的,而肺则是由原肠管突出的盲囊形成的。
因此,鳃与肺不是同源器官(同源器官是指起源相同,构造和部位相似而形态和功能不同的器官),而是同功器官(形态和功能相似,起源和构造不同的器官)。
鳔和肺才是同源器官。
虽然有些鱼类的鳔已执行肺的功能,但专门作为呼吸器官的肺则是起源于两栖类。
两栖动物的肺构造简单,仅为1对薄壁的囊(如蝾螈)或囊稍有些隔膜(如蟾蜍)而已。
其表面积比较小,不足以满足两栖类对氧的需求。
因此,两栖类还需借助于皮肤呼吸来摄取更多的氧。
c、爬行类:爬行类的肺较两栖类进步,肺的表面积相对比较大,这是由于肺具有很多发达的隔膜。
一些结构高等的爬行类(如鳄和某些蜥蜴),肺腔一再分割,腔壁呈蜂巢状小室,从而扩大了与空气的接触面积。
由于开始形成了胸廓,靠肋间肌的收缩,胸廓的扩与缩小,改变容积,从而使气体吸入或排出。
d、鸟类:鸟类的肺极为特殊,外观上看是一对海绵状体,部则是由大大小小的各级支气管形成的彼此吻合相通的密网状管道系统和血管系统组成,称为网状管道肺。
一、鱼类,两栖类,爬行类、鸟类和哺乳类的骨骼观察经制备好的骨骼标本,了解其特点。
1.主轴骨骼鱼类:脊柱分躯椎(附有肋骨,保护内脏器官)和尾椎(运动用)两部。
两栖类;脊柱分·化为一块颈椎、七块躯椎和——块骶椎,尾椎则愈合为一块尾杆骨。
爬行类:脊柱分化为颈椎、胸腰椎、骶椎及尾椎。
鸟类:脊柱的颈椎较多,而胸椎互相愈合,腰椎、骶椎及部分尾椎与腰带合成复合的骶部,尾椎最后为一块尾综骨。
图5—19脊椎动物呼吸系统的比较Ⅰ蛙肺Ⅱ晰蜴肺Ⅲ人肺的一部分1、终端细支气管2、呼吸细支气管3、肺泡管4、肺泡哺乳类:脊柱分颈椎、胸椎、腰椎、骶椎和尾椎五部。
2.头骨:脊椎动物的头骨,在软骨鱼类只有软骨颅,硬骨鱼才变为硬骨,加以真皮形成的骨骼参加在内,头骨数目可多到180余块。
以后随着进化,合并和消失等方式,到哺乳类减到35块,到人类只留28块。
3.附肢骨:肢带(肩带和腰带)和肢骨是连动器官的支柱,依照动物生活状况而起变化。
鱼类:肩带和腰带都不与脊柱相接,末端为鳍条,成为胸鳍和腹鳍。
两栖类:肩带在腹中线上与胸骨相接,包括喙骨、前喙骨、肩胛骨和上肩胛骨。
前肢由肱骨、尺骨、桡骨、腕骨、掌骨和指骨构成。
腰带与脊柱相接,由髂骨、坐骨及耻骨组成。
后肢由股骨、胫腓骨、附骨、跖骨及趾骨组成。
哺乳类:腰带组成骨盆。
肩带中的肩胛骨更为发达。
锁骨变化多。
肢骨的基本情况未变,唯腕骨数目减少。
二、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的消化系统观察液浸标本,比较五类动物消化器官的口裂和口腔、消化管的各部分及消化腺。
三、鱼类,两栖类,爬行类,鸟类和哺乳类的呼吸系统(图5—19)鱼类:呼吸器官为鳃,受鳃弓和鳃条支持,鳃前隔的两面具有许多行平行褶皱的鳃瓣。
内中有很多微血管,颜色鲜红,是气体交换的场所。
图5-20 脊椎动物心脏比较两栖类:幼体仍用鳃呼吸,成体用肺呼吸,但肺的构造简单,还得依靠皮肤帮助呼吸。
爬行类:终生用肺呼吸,但肺结构尚较简单。
鸟类:适应飞行,除肺外,尚有与肺相通的气囊、构成双重呼吸。
一、鱼类,两栖类,爬行类、鸟类和哺乳类的骨骼观察经制备好的骨骼标本,了解其特点。
◆鱼类脊柱的分化程度很低,脊椎只有躯椎(trunk vertebra)和尾椎(caudalvertebra)两种。
◆躯椎附有肋骨(lib),尾椎特具脉弓,容易区分。
◆鱼类特有的双凹形(amphicoelous)椎体。
鱼类成对的附肢骨骼没有和脊柱发生联系,这是其骨骼系统的特点之一两栖类◆分颈椎(cervical vertebra)、躯干椎(trunk vertebra)、荐椎(sacral vertebra)和尾椎(cauda vertebra)。
具有颈椎和荐椎是陆生脊椎动物的特征。
◆颈椎1枚,又称为寰椎(atlas)◆躯干椎7-200枚,12-16枚(有尾两栖类),无尾两栖类最少为7枚,无肋骨。
◆椎体多为前凹型或后凹型。
少为双凹型。
◆荐椎1枚。
◆尾椎在无尾类中为1枚爬行类出现了枢椎、2枚荐椎。
寰椎与头骨的枕骨髁作关节,能与头骨一起在枢椎的齿状突上转动,从而使头部有了更大的灵活性。
与两栖动物的比较:两栖动物:颈椎(1枚)+体椎+荐椎(1枚)+尾椎爬行动物:颈椎(2枚)+胸椎+腰椎+荐椎(2枚)+尾椎有发达的肋骨,一部分胸椎的肋骨与胸骨形成羊膜动物特有的胸廓(throax),它与保护内脏器官和加强呼吸作用的机能密切相关蛇类不具有胸骨,其肋骨具较大的活动性,并借助皮肤肌支配腹鳞,以完成特殊的运动方式肩带有十字形上胸骨(而非胸骨的组成部分)四肢与身体长轴呈横出的直角相交,肩臼浅小。
故爬行动物在停息或爬动时都保持着腹部贴地的姿态。
鸟类☐鸟类的脊柱可分5区,即颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎。
☐颈长,颈椎数目较多。
颈椎的特点是活动性很大,其椎体呈马鞍型,称为异凹型椎体。
这种类型的椎体是鸟类所特有的,椎间关节活动性极大,鸟头能转动180°,某些鸮形目的鸟头甚至能转动270°。
☐胸椎5~6枚。
借硬骨质的肋骨与胸骨联结,构成牢固的胸廓。