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一、皮肤
皮肤位于动物体表面,是动物体最大的器官,皮肤最重要的功能是屏障保护。动物在由单细胞到多细胞、由简单到复杂的进化过程中,执行这一功能的器官在结构上也经历了相应的变化,同时其功能多样化和复杂化。
绝大多数单细胞动物的保护性覆盖即是细胞膜,但有一些特化以提供保护。多细胞动物从最简单到最复杂,均有表皮覆盖体表。脊椎动物的皮肤是由上皮组织的表皮和结缔组织的真皮组成,不仅保护机体免受外伤、细菌的入侵、紫外线的辐射、防止体内水分等物的丢失等,皮肤内的汗腺分泌汗液可调节体温。皮肤可产生多种衍生物。表皮衍生物包括鱼类和两栖类的黏液腺、爬行动物如蜥蜴的角质鳞、鸟类的羽毛、爪、哺乳类的毛、蹄、指甲、爪、牛羊角,以及皮脂腺、汗腺、乳腺、气味腺。真皮衍生物包括鱼类的鳞片、鳍条、爬行类的骨板、鹿角等。
二、支持与运动系统
运动系统由骨和骨连结以及骨骼肌组成。骨通过骨连结互相连结在一起,组成骨骼。骨骼肌附着于骨,收缩时牵动骨骼,引起各种运动。骨、骨连结和肌肉构成人体支架和基本轮廓,并有支持和保护功能,如颅支持和保护脑,胸廓支持和保护心、肺、脾、肝等器官。
(一)骨骼的类型
骨骼可广泛定义为支持骨架,并具有保护和运动。动物界中支持骨架有三种形式:
流体静力骨骼:原生动物、蠕虫、腔肠动物、软体动物等的流体静力骨骼是一个由液体充满的囊,液体不能被压缩,因而提供了极好的支持,但它没有固定的形状,动物依赖体壁中的肌肉维持体形。
外骨骼:节肢动物如蜘蛛、甲壳动物、昆虫等具有外骨骼。主要由几丁质和蛋白质结合形成。有保护和支持身体的功能。其厚度和坚硬度因动物而异,但在附肢的关节处薄而柔韧,使附肢得以运动。
内骨骼:脊椎动物具有内骨骼,具有支持、保护身体和内部器官,成为机体最坚硬的支架;是机体最大的钙库;骨骼和肌肉连同肌腱和关节协同产生运动;骨骼的骨松质中具有的大量腔隙成为重要的造血器官红骨髓所在地。脊椎动物的骨骼系统中哺乳类的骨骼系统最完善。
(二)关节
关节分为纤维关节、软骨关节和滑液关节。滑液关节关节一般由关节面、关节囊和关节腔三部分构成。关节面由关节头和关节窝组成,关节面上覆盖着关节软骨,可以减少运动时两骨间的摩擦和缓冲运动时的震动。关节囊由结缔组织构成,包绕着整个关节,囊壁的内表面分泌滑液。在关节囊的里面和外面有很多韧带,可使两骨的连接更加牢固。关节腔由关节囊和关节面共同围成的密闭腔隙,内有少量滑液。
三、消化系统
动物为异养生物,即他们不能自己制造自己的食物,而是依赖于外界的有机物获得营养。他们得到食物的方式各不相同,但必须能够消化吃下的食物,才能得到所需的营养物质。
(一)细胞内消化
单细胞生物进行胞内消化,即将食物颗粒摄入细胞内进行消化,如变形虫和纤毛虫。
(二)细胞外消化
1.不完全的消化道
腔肠动物(水螅)和扁形动物(涡虫)出现了消化腔,食物从口进入此处,在消化腔内壁分泌的消化酶作用下进行细胞外消化,形成许多多肽或食物碎片,然后再被有吞噬能力的细胞吞噬形成食物泡,进行细胞内消化。未消化的食物残渣仍由口排出。
2.完全的消化道
完全的消化道由口开始,以肛门结束,并被腔体包围。以人体为例,其消化道包括口、咽、食道、胃、小肠(十二指肠、空肠、回肠)、大肠(盲肠、结肠、直肠)、肛门。
消化道内的化学性消化有消化腺分泌的消化液进行。消化腺包括唾液腺、胰脏和胃肠壁中的腺体。
四、呼吸系统
动物体在新陈代谢过程中要不断消耗氧气,产生二氧化碳。机体与外界环境进行气体交换的过程称为呼吸,由呼吸系统来完成。气体交换地有两处:一是外界与呼吸器官如肺、腮的气体交换,为肺呼吸或腮呼吸(或外呼吸)。另一处由血液和组织液与机体组织、细胞之间进行气体交换(内呼吸)。
(一)呼吸器官有共同的特点
壁薄,面积大,湿润,有丰富的毛细血管分布。低等水生动物无特殊呼吸器官,依靠水中气体的扩散和渗透进行气体交换。在较高等的水生动物鳃成为主要呼吸器官。陆生无脊椎动物以气管或书肺交换气体。而陆生脊椎动物中肺逐渐成了唯一的气体交换器官。
(二)陆生脊椎动物的呼吸器官——肺
肺最初出现在淡水生活的肺鱼中,由鳔而来,被认为是消化道的突起形成的。肺是一个内含大而潮湿的呼吸表面的腔,位于身体内部,受到体壁保护。哺乳类的呼吸系统除肺以外还有一套通气结构即呼吸道。
五、循环系统
单细胞动物直接从外界摄取生命所需的氧气、营养物质、并直接向外界排出代谢废物。 原生动物和简单多细胞动物中的细胞仍然直接与周围环境进行物质交换。
随着较大型复杂动物的产生和进化,进行物质交换的细胞与外界距离增大,需要一个运载系统的帮助。循环系统就是动物运载系统,它将呼吸器官得到的氧气、消化器官获取的营养物质、内分泌腺分泌的激素等运送道身体各组织细胞,又将身体各组织细胞代谢产物运送到具有排泄功能的器官排出体外。循环系统分为心血管系统和淋巴系统。
(一)心血管系统
心血管系统具有三个主要部分:血液,即运输的介质或载体;管道系统,运送血液到身体各部分的结构;心脏,像一个泵,维持血液流动,是血液循环的动力器官。
从环节动物起,真体腔形成,与此同时出现了血管, 构成了明显的循环系统。总的说来,动物界的循环系统可分为开管式和闭管式两种类型,前者见于大多数无脊椎动物,后者见于蚯蚓等无脊椎动物和脊椎动物。
1.开管式循环
开管式循环系统比较简单,血液从心脏流出,进入血腔运行,不通过管道直接与组织细胞相接触。心脏壁很薄,所以收缩能力不强。 如软体动物和节肢动物。
2.闭管式循环
闭管式循环系统是以血液始终在血管里和心脏内流动为其特点,其循环速度快,运输效能高,所以闭管式循环系统较为高等。血液在身体中的主要流向,无脊椎动物和脊椎动物恰好是相反。在前者,背方的血液向前流,腹方的血液向后流,在后者,背方的血液向后流,腹方的血液向前流。
脊椎动物的循环系统,可以分为心脏,动脉系统、静脉系统和毛细血管系统。
脊椎动物都具有明显的心脏,随着动物本身进化程度的不同,心脏还有简单和复杂之分。
1.单循环
鱼类的心脏属于简单的类型,只由一个心房和一个心室构成。连接心房的有一个静脉窦,连接心室的或者是一个动脉圆锥(见于软骨鱼类),或者是一个动脉球(见于硬骨鱼类)。心脏内的血完全是缺氧血。心室把这种血向前运到鳃内进行气体交换变成充氧血,再经动脉分布到身体各处把氧送走,最后又成为缺氧血经静脉流回心脏。如此周而复始,血液循环的途径只有一条,特称为单循环。
2.不完全的双循环
两栖类的心脏,心房虽已分为两个,能分别接纳充氧血(左心房),和缺氧血(右心房),但心室仍只一个。爬行类的心脏要复杂一些,不但心房已分为两个,心室中也出现了隔膜,只是分隔还不完全(鳄鱼的心室基本上已完全分隔为两个,但其间尚留有一个小孔,使隔开的心室两部仍能相通)。所以两栖类和爬行类的血液循环属于不完全的双循环类型,是单循环到双循环之间的过渡类型,这两大类动物心室中流出来的血液是混合血。
3.完全的双循环
鸟类和哺乳类的心脏已分为四腔,即两个心房和两个心室。进入左心房和左心室的血液是充氧血,进入右心房和右心室的血液是缺氧血。血液循环属于完全的双循环型,血液于心室已完全分隔。完全的双循环是脊椎动物的生理机能更趋于完善的重要条件之一。在具有完全双循环的动物,血液每循环全身一周,要通过心脏两次,一次为肺循环,一次为体循环。双循环保证血液得到更充足的氧,从而大大促进了机体的新陈代谢。旺盛的新陈代谢是鸟类和哺乳类获得较高体温而成为恒温动物的先决条件。
动脉是从心脏输送血液到身体各器官组织的血管,其总的流向是离心的。动脉血最后要流经微血管进入静脉,转为静脉血。
静脉是从身体各器官组织运送血液回归心脏的血管,其总的流向是向心的。到了心脏的静脉血,再经过肺循环即转变为动脉血。
(二)淋巴系统
淋巴系统包括淋巴、淋巴管、淋巴结和淋巴组织。最小的淋巴管称为微淋巴管(毛细淋巴管),分布于各组织间,其末梢为盲端,收集组织细胞间的液体(组织液)渗入管内,形成淋巴。淋巴系统帮助收集和输送组织液回心脏,是静脉系统的一个系统的一个辅助部分,同时,还具有防御的重要机能。
六、排泄系统
动物体排出最终代谢物及多余水分和进入体内的各种异物的过程称为排泄。这一过程主要是通过排泄系统完成。排泄系统在排出尿的同时还具有调节体内水、盐代谢和酸碱平衡、维持体内环境的相对稳定的功能。
(一)无脊椎动物的排泄系统
原生动物以伸缩泡完成体内水分平衡和排泄作用。多细胞无脊椎动物的排泄器官开始出现于扁形动物称为原肾管。它的基本单位是焰细胞,这是一种中空的细胞,内有一束纤毛,经常均匀摆动,有如火焰飘摇,故称焰细胞。它通过细胞膜的渗透,收集代谢废物及多余的水分,送入排泄管经原肾孔排出体外。含氮废物主要是从分支的肠管和表皮渗出。环节动物中出现了分节排列的排泄器官,称为后肾管。这种管道两端开口,通体腔的一端直接收纳体腔中的废物,经另一端排出体外。每一后肾管还有微血管围绕,废物也可由微血管渗入后肾管最后向外界排除。 后肾管是环节动物、软体动物及其他无脊椎动物的简单似肾的排泄器官。
(二)脊椎动物的排泄系统
脊椎动物已有了集中的肾脏和输尿管,并与生殖系统产生了密切的联系。哺乳类的排泄系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道。脊椎动物中爬行动物和鸟类以排尿酸为主;而鱼类、两栖类、哺乳类以排尿素为主。
七、神经与内分泌系统
(一)神经系统
神经系统是机体的主导系统,其他各器官系统位于从属地位。神经系统维持、调整机体内部各器官系统的动态平衡,使机体成为一个完整的统一体,并使机体主动适应不断变化的内外界环境,维持生命活动的正常进行。
神经系统的形态和机能单位是神经元。根据神经元的功能不同,可将神经元分为三种:①感觉神经元,又称传入神经元,多为假单极神经元,主要位于脑、脊神经节内,与感受器相连,能接受刺激,将神经冲动传向中枢;②运动神经元,又称传出神经元,多为多极神经元,主要位于脑、脊髓和植物神经节内,将神经冲动传给效应器(肌肉、腺体);③中间神经元,介于前二者之间传递信息,多为多极神经元。
反射是神经系统的基本活动之一。通过遍布全身的感受器接受体内外的各种变化,把刺激能量转化为神经冲动,经传入神经传至中枢神经系统,通过中枢的分析综合作用,将信息沿传出神经传至效应器,支配和调节各器官的活动。这种活动称为反射,感受器——传入神经——中枢——传出神经——效应器五部分合称反射弧。
对外界环境的刺激发生反应是动物特性之一,神经系统是在动物进化过程中逐渐演变发展起来的。它经历了没有特殊分化的神经组织,只是依靠原生质传导刺激的单细胞动物,到初现神经组织的腔肠动物的网状神经系统,再由分散的网状神经系统阶段进化为扁虫的梯形、环节动物的链状神经系统,进而到脊索动物出现中空的管状神经系统,这是一个从无到有,从分散到集中,从简单到复杂的演化历程。由于感受器集中在头部,神经管的前端终于发展成脑。
(二)内分泌系统
内分泌系统是神经——内分泌——免疫网络系统中重要的成员。
无脊椎动物的激素主要来源是神经分泌细胞,它们合成和分泌的激素称为神经分泌激素。
脊椎动物体中主要的内分泌腺有甲状腺、肾上腺、脑垂体、副甲状腺、胰岛腺、胸腺和性腺等。
1.甲状腺
甲状腺分泌的激素称为甲状腺素,其中含有碘。甲状腺的主要功能是提高新陈代谢,促进生长发育,刺激各种组织细胞对葡萄糖的分解。甲状腺素缺乏,则生长发育障碍,皮肤干燥,脱毛,心跳减低,体温下降。如人在未成年之前缺乏此种激素,则智力低落,成为呆小病患者。当甲状腺分泌亢进时,就会出现代谢增高、心跳加快、眼球突出等病征。
2.肾上腺
位于肾脏附近,由皮质和髓质两种组织构成。皮质能分泌几种激素,统称为皮质激素,其作用是调节盐和水分的均衡和糖类的代谢,并促进性腺的发育以及第二性征的发达。切除皮质,动物很快就会死亡。髓质分泌的激素,称为肾上腺素(adnephrin),能引起交感神经兴奋,使血糖增加、心跳加速、血压升高、平滑肌收缩、支气管扩张等。
3.垂体
位于间脑的腹面。除圆口类脊椎动物的脑垂体一般可分为两部,即前叶和后叶,前叶亦称为腺垂体,后叶亦称为神经垂体。
垂体前叶能分泌生长激素(GSH)、促甲状腺激素(TSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、促性腺激素(GTH)、催乳素(PRL)。神经垂体分泌的激素有加压素(抗利尿激素ADH)和催产素。脑垂体本身的分泌活动还要受到丘脑下部所产生的称为释放激素的化学物质所控制。每一种释放激素控制着相应的一种脑垂体激素。例如黄体刺激素的释放激素增多,黄体刺激素的分泌量也就随着增多。
4.生殖腺(性腺)
主要是精巢(睾丸)和卵巢,它们除产生生殖细胞(精子和卵子)之外,还能产生激素,因此,也是一种内分泌器官。
精巢能分泌雄性激素,促进雄性第二性征的发育;卵巢能分泌两种激素:一种是卵泡分泌的雌性激素,也称卵泡素,能促进雌性生殖器官和第二性征的正常发育;另一种是黄体分泌的孕酮,也称黄体素,能刺激子宫内膜增生以接纳受精卵,使之能在子宫粘膜上固着,又能刺激乳腺发育,阻止其它卵细胞的再行成熟。
5.胰岛
以细胞群的形式分散在胰脏组织中的内分泌腺,称为胰岛。胰岛细胞共有两种:一种叫α细胞,数目较少,产生胰高血糖素,使血糖的浓度升高;另一种叫β细胞,数目较多,约占整个胰岛细胞的80%,产生胰岛素,使血中的葡萄糖转化为糖元,提高肝脏和肌肉中糖元的贮藏量。胰岛素分泌不足,血糖量就会升高并由尿排出,形成糖尿病。
八、生殖系统
每一生物有机体都能繁殖后代以使物种延续,这是生命的基本特点,也是生命全过程的最终目的,这一功能是通过由生殖器官组成的生殖系统来完成的。根据所在的部位不同,可以分为内生殖器和外生殖器两部分。
(一)雄性生殖器官
雄性内生殖器包括睾丸、附睾、输精管、射精管、前列腺、精囊腺和尿道球腺。 睾丸是雄性生殖腺,左右各一,呈卵园形,是产生雄性生殖细胞(即精子)的器官,也是产生雄性激素的主要内分泌腺。
(二)雌性生殖器
雌性生殖器由内生殖器(卵巢、输卵管、子宫及阴道)和外生殖器(阴唇、阴蒂及阴道前庭)两部份组成。此外对于雌性生殖,还有一个很重要的器官乳房。乳房对人类繁殖具有重要作用,此外还是雌性重要的性感区。卵巢呈卵圆形,左右各一,位于盆腔内子宫的两侧,对扁椭圆形结构,是产生成熟的卵子和分泌雌性激素(雌激素和孕激素)。

