自然科学概要

袁聿军

目录

  • 1 第一单元  生命的起源与进化
    • 1.1 生命起源的教学视频
    • 1.2 第1课时   生命的起源
    • 1.3 生命的进化教学视频
    • 1.4 第2课时  生命的进化
  • 2 第二单元  生命活动的基础
    • 2.1 生命活动的物质基础教学视频
    • 2.2 第1课时  生命活动的物质基础
    • 2.3 生命的物质基础测试
    • 2.4 生命活动的结构基础教学视频
    • 2.5 第2课时  生命活动的结构基础
    • 2.6 生命活动的结构基础测试
  • 3 第三单元 植物的形态结构与功能
    • 3.1 本单元导学
    • 3.2 植物组织与营养器官教学视频
    • 3.3 植物组织与营养器官
    • 3.4 植物的组织与营养器官测试
    • 3.5 植物的繁殖器官教学视频
    • 3.6 植物的繁殖器官
    • 3.7 植物的繁殖器官在线测试
  • 4 第四单元 动物的形态结构与功能
    • 4.1 本章导学
    • 4.2 动物的组织教学视频
    • 4.3 动物的组织
    • 4.4 动物的器官与系统教学视频
    • 4.5 动物的器官与系统
    • 4.6 动物的繁殖与个体发育教学视频
    • 4.7 动物的繁殖与个体发育
    • 4.8 动物的形态结构与功能在线测试
  • 5 第五单元  生物的多样性
    • 5.1 生物分类基础知识教学视频
    • 5.2 第1课时 生物多样性基础知识
    • 5.3 生物的基础知识测试
    • 5.4 生物分类代表的教学视频
    • 5.5 第2课时 生物的分类代表
    • 5.6 生物分类代表测试
  • 6 第六单元  生命的延续——遗传与变异
    • 6.1 本单元导学
    • 6.2 生殖细胞的形成教学视频
    • 6.3 第1课时  生殖细胞的形成
    • 6.4 生殖细胞的形成测试
    • 6.5 生物的遗传与变异教学视频
    • 6.6 第2课时  生物的遗传与变异
    • 6.7 生物的遗传与变异测试
    • 6.8 生命的遗传信息
  • 7 第七单元  生命与环境
    • 7.1 本单元导学
    • 7.2 生态因子教学视频
    • 7.3 生态因子
    • 7.4 种群和群落
    • 7.5 生态系统的概念、成分及结构教学视频
    • 7.6 生态系统的概念、成分及结构
    • 7.7 生态系统的功能生教学视频
    • 7.8 生态系统的功能
    • 7.9 生命与环境在线测试
  • 8 第八单元  生物技术改变人类生活
    • 8.1 本单元导学
    • 8.2 现代生物技术教学视频
    • 8.3 现代生物技术
    • 8.4 现代生物技术在线测试
  • 9 拓展与延伸
    • 9.1 本单元导学
    • 9.2 拓展与延伸一:血型与遗传教学视频
    • 9.3 拓展与延伸一: 血型与遗传
    • 9.4 拓展与延伸二: 动物的行为教学视频
    • 9.5 拓展与延伸二 :动物的行为
  • 10 实验
    • 10.1 实验一、普通光学显微镜的使用
    • 10.2 实验二、质壁分离与洋葱表皮细胞装片的制作
    • 10.3 实验三 、果肉细胞观察与细胞后含物的观察
  • 11 自然科学研究综述
    • 11.1 科学、技术与社会
    • 11.2 科学素养、技术素养与科技教育
    • 11.3 西方科技发展历程
    • 11.4 中国科技发展历程
    • 11.5 现代科技发展及其成就
    • 11.6 现代自然科学研究思想
    • 11.7 现代自然科学研究方法
    • 11.8 科学精神
第2课时 生物的分类代表

                         生物的分类代表

阅读材料,请完成材料内的讨论问题。

一、病毒

1892年,俄国生物学家伊凡诺夫斯基发现烟草花叶病毒,1935年得到该病毒的结晶。

病毒不具有细胞形态结构,它仅仅由核酸和蛋白质构成。病毒是不是生物,长期以来一直存在争议,在各种分界系统中都没有病毒分类地位。但是人们一直又是把病毒当作重要的生物进行研究。因此有人称病毒是分子生物。在自然界中病毒种类很多,已知约1000多种,形态多样。

病毒具有以下几个方面的特征 :(1)体积微小 病毒的大小差异很大,绝大多数是介于10~300nm之间,通常只能用电子显微镜才能观察到。最大的病毒如牛痘病毒,体积为300nm*250nm,可勉强用光学显微镜观察。(2)结构简单 绝大多数病毒仅由核酸和蛋白质构成,核酸在内,蛋白质(衣壳)在外;核酸只能是RNA或DNA中的一种,不可两者兼有。(3)严格的专性细胞内寄生,不能在一般培养基中生活。(4)对抗生素不敏感。

病毒结构结构简单,其蛋白质衣壳由数量不等、相同或不相同的亚单位构成,每个亚单位即为衣壳体或粒子,衣壳体按一定规律排列,使各种病毒具有不同的形态。每个病毒的核酸只含有一个DNA分子或一个RNA分子(基因组),DNA和RNA分子或为单链,或为双链。为双链DNA有疱疹病毒、痘病毒等;单链DNA有细小病毒等;双链RNA有呼吸肠弧病毒等;单链RNA有烟草花叶病病毒、脊髓灰白质病毒等。根据所含核酸不同,可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒两类。如果根据病毒所寄生的细胞不同,又可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒两类。如果根据病毒所寄生的细胞不同,又可将病毒分为动物病毒、植物病毒和噬菌体三类。


二、原核生物(以细菌为例)

原核生物包括细菌和蓝藻。细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状(弧菌及螺菌)三种。一般球状细菌的直径约0.5μm,杆状长约0.5-5μm。

细菌共有的结构称一般结构,如细胞壁、细胞膜、细胞质、核区等;非共有的结构称为特殊结构,如鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢等。

细菌的细胞壁主要成分是含N-乙酰胞壁酸的肽聚糖,成网状结构。G+(革兰氏阳性)细胞壁结构以金黄色葡萄球菌为代表,其肽聚糖层厚约20~80nm,约40层左右。G-(革兰氏阴性)细菌细胞壁的结构以大肠杆菌为代表,它的肽聚糖含量占细胞壁的10%,一般由1~2层构成,在细胞壁上的厚度仅有2~3nm。古细菌的细胞壁不含肽聚糖。G+和G-细菌细胞壁成分的另一差别是磷壁酸,它为G+细菌细胞壁所特有,而G-细菌细胞壁特有的成分却是指多糖。细胞壁的主要功能有:固定细胞外形;协助鞭毛运动;保护细胞免受外力的损伤,G+细菌细胞壁可抵御1515.9~2533.1kPa(15~25个大气压),G-细菌为506.6~1013.3kPa(5~10个大气压);阻拦有害物质进入细胞。细菌细胞壁可阻拦相对分子质量超过800的抗生素透入。

细菌具有一些特殊结构,主要有荚膜、鞭毛、芽孢等。

三、古细菌

古细菌或称古核生物是20世纪80年代出现的名称。它们主要是一些生长在极端特殊环境中的细菌,过去把它们归属为原核生物是因为其形态结构、DNA结构及其基本生命活动方式与原核细胞相似。1996年,对古核生物产甲烷球菌基因组全序列的测定已完成,为研究古核生物的分子进化奠定了良好的基础。古核细胞没有核膜,其基因组结构为一环状DNA,常常含有操纵子结构,因此人们长期认为古核细胞的遗传结构装置更近似原核细胞,把它们归属于原核细胞的一类,然而近年的研究发现它在细胞壁成分、DNA重复序列、核小体结构、核糖体等方面与真核细胞更相似,说明古细菌比真细菌更可能是真核细胞的祖先,或者可以说明古核细胞与真核细胞曾在进化上有过共同历程。

1.嗜热细菌

嗜热菌俗称高温菌,广泛分布在温泉、堆肥、地热区土壤、火山地区以及海底火山地等。

兼性嗜热菌最适宜生长温度在50~65℃之间,专性嗜热菌最适宜生长温度则在65~70℃之间。在冰岛,有一种嗜热菌可在98℃的温泉中生长。在美国黄石国家公园的含硫热泉中,曾经分离到一株嗜热的兼性自养细菌——酸热硫化叶菌,它们可以在高于90℃的温度下生长。

近年来,这种细菌已受到了广泛重视,可用于细菌浸矿、石油及煤炭的脱硫。嗜热真菌通常存在于堆肥、干草堆和碎木堆等高温环境中,有助于一些有机物的降解。在发酵工业中,嗜热菌可用于生产多种酶制剂,例如纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、菊糖酶等,由这些微生物中产生的酶制剂具有热稳定性好、催化反应速率高,易于在室温下保存。

近年来,嗜热菌研究中最引人注目的成果之一就是将水生栖热菌中耐热的Taq DNA聚合酶用于基因的研究和遗传工程的研究以及基因技术的广泛应用中。

2.嗜盐细菌

又称作副溶血性弧菌,是生活在高盐度环境中的一类古细菌。

嗜盐细菌通常分布在晒盐场、盐湖、腌制品中以及世界上著名的死海中。嗜盐细菌能够在盐浓度为15~20%的环境中生长,有的甚至能在32%的盐水中生长。极端嗜盐细菌有盐杆菌和盐球菌,属于古菌。盐杆菌细胞含有红色素,所以在盐湖和死海中大量生长时,会使这些环境出现红色。一些嗜盐细菌的细胞中存在有紫膜,膜中含有一种蛋白质,叫做细菌视紫红质,能吸收太阳光的能量。

嗜盐菌能引起食品腐败和食物中毒,副溶血弧菌是分布极广的海洋细菌,也是引起食物中毒的主要细菌之一,通过污染海产品、咸菜、烤鹅等致病。

3.甲烷细菌

甲烷细菌是微生物学领域内某一类特殊细菌的统称,这类细菌的主要特点是可以通过新陈代谢释放出甲烷气体。

目前,已知产甲烷细菌约有10多种,主要有产甲烷杆菌、甲烷八叠球菌、产甲烷螺菌和瘤胃甲烷杆菌等。这类细菌常见于沼泽、池溏污泥中,在食草动物的盲肠、瘤胃中也有大量的产甲烷细菌,常随粪便排出,所以在沼气池中可用塘泥和牲畜粪便接种。我国农村不少地区已建起了许多小型沼气池,利用沼气做饭、照明,既解决了燃料困难,又减少了环境污染。

四、真菌

真菌没有光合色素,除粘菌的吞噬营养外,都是以吸收外界有机物质为生,故是腐生性营养或吸收营养。

根据目前的研究,多数真菌学家认为真菌是具有下列特征的一类生物:①细胞中具有真正的细胞核,没有叶绿素;②生物体大都为分枝繁茂的丝状体;③细胞壁中含有几丁质;④通过细胞壁吸收营养物质,对于复杂的多聚化合物可先分泌胞外酶将其降解为简单化合物再吸收;⑤主要以产生孢子的方式进行繁殖。

关于真菌界下各级类群的划分,不同时期、不同的学者从不同的观点出发,有不同的分法,其中《菌物词典》中的分类系统得到多数学者的公认。

(一)黏菌门

又称裸菌门,营养体为无壁的原质团。生长在阴湿土壤、木块、腐朽植物体,粪便等上面,细胞没有壁,单核或多核。原生动物学家根据粘菌有变形虫样的单细胞阶段,并能吞食固体颗粒,主张把粘菌放入原生动物之中。但是粘菌有多细胞阶段,它们除吞噬营养外,也能吸收有机物,所以真菌学家也欢迎它们。已知黏菌门下分3个纲,分别是集胞菌纲、黏菌纲和根肿菌纲,粘菌约有500余种。

(二)真菌门

真菌和细菌一样,也是自然界中强大的有机物分解者。它们以动、植物尸体、枯木烂叶为食物源,也可一侵入活的生物体内摄取营养。有些真菌可和藻类等他种生物组成互利的结合体。如地衣、菌根等。

除酵母菌等少数单细胞真菌外,大多真菌是多细胞的。这些真菌形态上的一个共同特征是具有菌丝。菌丝是是特殊形式的细胞,可长可短,其中有细胞核和细胞质。有些真菌的菌丝中有横隔,将菌丝隔成一系列细胞,每细胞中或有一核或有二核,随不同真菌而不同。有些真菌的菌丝中无横隔,菌丝成为一个多核细胞。多数真菌细胞壁的主要成分是几丁质。

真菌门分如下5个亚门:鞭毛菌亚门(如水霉)、接合菌亚门(如黑根霉)、子囊菌亚门(如酵母、青霉、曲霉)、担子菌亚门(如平菇、香菇、黑木耳、银耳、茯苓、灵芝)和半知菌亚门(如立枯丝核菌)。

五、植物

Whittaker的五界系统中,金藻、甲藻、裸藻和单细胞绿藻等均被划入原生生物界L.Margulis和K.Schwartz将所有藻类放入原生生物界,只有高等植物,即有胚植物,才属于植物界,这里把它们都列入植物界。

(一)藻类植物

1.金藻门

金藻门植物的藻体为单细胞或集成群体,浮游或附着。载色体金褐色,除含叶绿素外,尚合有较多的类胡萝卜素。单细脑游动的种类,无细胞壁,有细胞壁的种类,其组成物质主要为果胶。多具一或二根顶生的鞭毛,鞭毛等长或不等长。贮藏食物为油类和麦白蛋白。繁殖方法有断裂(群体种类)、分裂、产生游动孢子(无鞭毛的种类)。

硅藻:种类多,生活的硅藻约有10000种左右,数量大,分布广,淡水海水都有,几乎任一水域都有人量硅藻。它们都是底栖的,不活动或缓慢爬行。硅藻大多是单细胞的,少数可成松散群体。细胞有硅质外壳。外壳分大小两瓣,大瓣扣在小瓣上,像一个有盖的盒子。壳上有多种形式的刻纹、隆起、小孔等结构,形成十分整齐的图案。

2.甲藻门

单细胞藻类,约2000种,主要生活于海洋中,是海洋浮游生物的主要成员,也是海洋中光合作用的主要进行者。淡水池塘、湖泊中也有甲藻。甲藻大多有纤维素外壳,细胞中腰有一横沟,细胞后半有一纵沟。鞭毛2根,一根环绕于横沟中,  一根沿纵沟后伸,拖于细胞后端。质体含叶绿素a和少量叶绿素c,有大量β-胡萝卜索。储藏食物除油滴外,主要是淀粉。

赤潮:有时海洋中甲藻大量繁殖,集中于海面.使大面积海水变成红色或灰褐色,即是赤潮。红色是由于某些甲藻产生了红色素之故。赤潮危害严重,甲藻大量集中(赤潮也含有一些其他鞭毛藻),与其他海洋生物争夺氧气,并分泌毒素使多种生物中毒死亡。有些贝类能大量集中这类毒索,人若食用这些贝类,就要中毒。

3.裸藻门

单细胞藻类,约1 000种,眼虫是本门代表。质体中含叶绿素a和少量叶绿素b,还含有类胡萝卜素。身体前端有贮蓄泡,鞭毛从贮蓄泡孔伸出体外。贮蓄泡和伸缩泡相连,有吞食功能。本门除眼虫等绿色种之外,还包括多种有色的和无色的异养种,所以可全部划入原生动物门中。

4.红藻门

 红藻主要生活于海水中,只有少数生活于淡水溪流中,共约4000余种。红藻大多是多细胞的,呈肉眼可见的丝状或片状体。质体含叶绿素a和β-胡萝卜索。细胞中还含有藻红素及少量藻蓝素。日光照入水中时,只有短波如蓝紫光能透入深水。藻红素吸收这些短波光能的效率远比叶绿素高,因此红藻能在深水中生活。红藻细胞储藏的营养物质称为红藻淀粉,与糖原相似。

红藻有重要的经济价值,微生物学、医学使用的细菌培养基――琼脂,就是从红藻(石花菜等)提取制作而成的。琼脂也可做为食物(洋菜),但实际不能被消化,无营养价值。最熟知的红藻是紫菜,是人们喜爱的食物。

5.褐藻门

大多海产,少数几种产于淡水,共约1500种。褐藻是最大的多细胞藻类,有些可长达100m。海带是最熟知的褐藻。褐藻的光合色素有叶绿素a,少量叶绿素c和一种特殊的叶黄素,即岩藻黄素。岩藻黄素掩盖了叶绿素的绿色,所以藻体呈褐色。岩藻黄素有吸收蓝光和绿光的能力,从而使褐藻能在海底生活。褐藻细胞储存的营养物是一种称为褐藻淀粉的多糖和油类、甘露醇等。多数褐藻的细胞中含碘量很高。例如,海带所含的碘占海带鲜重的0.3%(海水中碘的含量只是0.0002%)。

裙带菜、鹿角菜都是可食的褐藻。墨角藻也是一种褐藻。

6.绿藻门

绿藻共约7 000余种,主要分布于淡水水域,有些绿藻和真菌共生,组成地衣。绿藻或为单细胞,或为多细胞。叶绿体含叶绿素a、b和类胡萝卜素。这和高等植物一样,其他藻类都不含或只含少量叶绿素b。绿藻储藏的营养物是淀粉和油类,这也和高等植物一样。根据这些特征,大多植物学家主张高等植物是由类似于现代绿藻的祖先进化而来的。

衣藻:单细胞,沟渠、池塘等淡水水域以及潮湿土壤中均可找到  细胞卵形,有较厚细胞壁,鞭毛2根,等长。叶绿体一个,杯状,占据细胞大部分,叶绿体底部埋有一个圆形颗粒.即淀粉核。叶绿体前端或侧面有一红色眼点,红色来自一种类胡罗卜素的衍生物。细胞核位于细胞中央。

水绵:这是淡水中一种丝状多细胞绿藻,细胞顺序排列而成长丝。细胞圆柱形,有一至多条长带状的叶绿体,螺旋盘绕于细胞外周。秋季开始有性生殖:2个水绵丝靠拢并列,细胞分别向对方长出管状突起,双方突起相遇,打通,而成一系列接合管。细胞中原生质收缩成圆球,相当于配子。一个水绵丝中的配子从接合管进入另一水绵丝的细胞中,与其中配子融合而成二倍性的合子,合子外有厚壁,能耐受干旱和严寒。第二年春,合子减数分裂而产生单倍性的水绵丝。

有人将水绵这样进行接合生殖的绿藻单独列为一门,即接合藻门。

(二)苔藓植物

苔藓植物门是高等植物中最简单、最低等的一类,大多数生活在水边和阴暗之处。它们属过渡性的陆生植物,由于没有维管组织,缺乏长距离输送物质和水分的能力,所以植物体矮小。植物体有假根和类似茎叶的分化。在苔藓植物的生命周期中有明显的世代交替现象。我们经常见到的苔藓植物体是单倍性(n)的配子体,配子体在世代交替中占优势,二倍性(2n)的孢子体寄生在配子体上。苔藓植物门可分为苔纲和藓纲两个纲,共约23 000种。苔纲植物的代表是地钱。藓纲植物最常见的是葫芦藓,为雌雄同株,雌雄生殖器官分别生长在不同的枝上。

(三)维管植物

维管植物是具有维管系统的植物的统称,包括蕨类和种子植物(包括裸子植物和被子植物)。它们与藻类、菌类、地衣、苔藓植物不同之处在于具有发达的维管系统;维管系统主要由木质部和韧皮部组成,木质部中含有运输水分的管胞或导管分子,韧皮部中含有运输无机盐和养料的筛胞或筛管。

1.蕨类植物门

现有的蕨类植物约有12000种我国约有2600种。蕨类植物比苔藓植物进化特征突出,孢子体发达,配子体退化,有明显的根茎分化,出现了较原始的维管组织。由于出现了物质运输系统因而进一步适应了陆地生活的环境,在地球上曾出现过高大的植物体,统治着地球。煤多由原始蕨类植物形成。维管组织主要由木质部和韧皮部构成。木质部中含有运输水分的管胞或导管分子,韧皮部中含有运输无机盐和养料的筛胞或筛管。蕨类植物的生殖仍较原始,但仍具有世代交替现象,由配子体产生精子器和颈卵器。精子有鞭毛,受精作用仍要借助水。配子体独立生活一段时间后枯萎。孢子囊长在叶的背面、腹面或叶腋间,带有孢子囊的叶称孢子叶。某些蕨还出现了大小孢子,因而出现了大小孢子囊和大小孢子叶的区别。孢子叶聚生在茎顶端形成了孢子叶球,这为以后花的产生奠定了基础。

2.种子植物门

距今约35000万年前的石炭纪是蕨类植物最繁茂的时期。当时气候温暖,水泽丰沛,季节性变化不大,最适于蕨类植物生长。到了其后的二叠纪(距令约28000万年前),地球逐渐干燥起来,种子植物才逐渐繁茂,到了中生代就取代了蕨类。种子植物的一个突出特点是形成种子,依靠种子实现繁殖。种子外面有种皮,使种子内的幼胚得到严密保护而经得起干旱的“考验”。种子中有充足的养分,可保证幼胚萌发之所需。此外,种子植物的风媒和虫媒等传粉方式适于在干燥的环境中完成受精怍用,结构简单的配子体存在于孢子体内而得到孢子体的保护等,这些都是种子植物适应于陆地生活的一些特性。

种子植物是植物界中最繁盛的一类。按照它们的结构形态和生活史上的特点,种子植物分为裸子植物和被子植物两类。裸子植物的种子裸露在外,被子植物的种子藏在于房中。

  (1)裸子植物亚门

裸子植物的特征:孢子体特别发达,均为多年生木本,多数为单轴分枝的高大乔木。孢子叶集聚成球果状,称孢子叶球。孢子叶球通常是单性,同株或异株。小孢子叶(雄蕊)聚生成小孢子叶球(雄球花),每个小孢子叶下面生有贮满小孢子(花粉)的小孢子囊(花粉囊);大孢子叶(心皮)丛生,聚生成大孢子叶球(雌球花),胚珠裸露,不为大孢子所形成的心皮包被,大孢子常变态为珠鳞(松柏类)、珠领(银杏)和羽状大孢子叶(苏铁),而被子植物的珠被则被心皮所包被,这是裸子植物和被子植物重要的区别。裸子植物保留着颈卵器,传粉时花粉直到胚珠,1个雌配子体上的几个或多个颈卵器,其中卵细胞如同时受精,则形成多胚;如1个受精卵,在发育过程中,由胚原组织分裂为几个胚,这样形成的多胚称裂生多胚现象。

裸子植物的类群及代表种:裸子植物是比较古老的植物类群,出现在34.5~39.5亿年前,历经地史气候的重大变化,裸子植物随之发生变化和更替,老的种类相继灭绝,新的种类陆续演化出来。现有800多种,我国约有236种。分为苏铁纲(如苏铁)、银杏纲(如银杏)、松柏纲(如雪松、侧柏)、红豆杉纲(如红豆杉)、买麻藤纲(如买麻藤)。

(2)被子植物亚门

被子植物又称开花植物,是植物界最进步、最繁盛的类群。最早的被子植物化石来自白垩纪地层,到了新生代,被子植物发展成陆地植物区系的优势植物,直到今天。

被子植物的生活史和裸子植物生活史比较,有如下主要特征:孢子叶(即雄蕊和构成子房的心皮)特化程度高,已不像叶子;胚珠包在子房中,而不是裸露在外;配子体更退化,雄配子体(花粉粒和花粉管)只有3个核,雌配子体只有8个核。裸子植物的雌配于体一般可有上千个细胞;传粉方式多样化,如风媒、虫媒、水媒等。有柱头专门接受花粉;双受精,胚乳是三倍性的,裸子植物是单受精,一个精子退化,胚乳是单倍性的;有果实。裸子植物没有果实。

被子植物分为双子叶植物纲和单子叶植物纲两个纲,约有300多科,8000多属,约有220000种。

六、动物

动物分布广泛,种类繁杂,已知的大约150多万种。根据其形态特点,如细胞数量及分化、体型、胚层、体腔、体节、附肢以及内部器官的布局和特点等,可分为若干门。据大多数学者的观点,将动物界分为34门。

(一)原生动物

原生动物门是最原始、最简单、最低等的单细胞动物或单细胞动物群体。分布广泛,营自由或寄生生活。身体微小,需要显微镜才能看见。长为30~300μm,最小的利什曼原虫只有2~3μm,最大的某些孔虫可达250px左右。一般认为有30000~44000多种,其部分种类亦是介于动物和植物之间,分类争议较大。本门采用较传统的分类方法,根据运动胞器、细胞核以及营养方式,将原生动物门分为鞭毛纲(如绿眼虫、锥虫)、肉足纲(如变形虫)、孢子纲(如疟原虫)和纤毛纲(如草履虫)4个纲。

(二)腔肠动物门

腔肠动物身体呈辐射对称,有的为两辐射对称;两胚层和原始消化腔;细胞出现原始的组织分化;网状神经系统(扩散或散漫神经系统);特有的刺细胞;水螅型和水母型;有性和无性生殖,有世代交替现象,海产种类有浮浪幼虫期

腔肠动物除极少数种类为淡水生活外,绝大多数种均为海洋生活,多数在浅海,少数为深海种,现存约11000种,一般分为3个纲:水螅纲(如水螅)、钵水母纲(如海月水母、海蜇、霞水母)、珊瑚纲(如珊瑚和海葵)。一般认为水螅虫纲是最原始的。

(三)扁形动物门

扁形动物开始出现发达的中胚层,并出现两侧对称;有肌肉系统,感受器亦趋完善,摄食、消化、排泄等机能也随之加强;由中胚层形成的间叶组织,亦称实质组织,充满体内各器官之间,能输送营养和排泄废物;组织细胞还有再生新的器官系统的能力。这些在动物进化上都具有重要意义。多数雌雄同体、异体受精,少数种类雌雄异体。海产种类个体发育经牟勒氏幼虫期。

扁形动物中自由生活种类广泛分布在海水和淡水的水域中,少数在陆地上潮湿土中生活。大部分种类为寄生生活。约2万种,一般分为3纲:涡虫纲(如涡虫)、吸虫纲(如日本血吸虫)、绦虫纲(如猪肉绦虫)。

(四)线形动物门

线形动物身体细长,体通常呈长圆柱形,两端尖细,不分节,由三胚层组成。有原体腔,消化道不弯曲,前端为口,后端为肛门。雌雄异体,自由生活或寄生。

线形动物是无脊椎动物中一个很大的类群,不但种类多,而且数目也极大,估计全球约有1万5千余种。大多数线虫营自生生活,广泛分布在淡水、海水、沙漠和土壤等自然环境中;营寄生生活的只是其中很少的种类,常见的寄生于人体并能导致严重疾患的线虫约有10余种,如蛔虫、钩虫、蛲虫旋毛虫等。

(五)环节动物门

环节动物的身体出现分节。身体分节是动物进化的一个重要标志,也是高等无脊椎动物的一个重要标志。分节的出现是与运动有关的,环节动物属于同律分节。同律分节指除了前两节和尾节以外,身体各节的结构和机能基本相同。环节动物的同律分节现象不单表现在外部,它的分节是源于中胚层的,是由外到内的分节。因此其内部的器官也是按节排列的。

环节动物出现了真体腔(又称次生体腔)。体腔的形成过程中,靠近外侧的中胚层分化为肌肉层和壁体腔膜,与外胚层共同构成体壁,靠近内侧的中胚层分化为肌肉层和脏体腔膜,与内胚层共同构成肠壁。这时形成的体腔就是位于体壁中胚层和肠壁中胚层之间的广阔空间。环节动物的体腔内充满体腔液。真体腔的出现加强了肠的蠕动、消化和吸收的机能,排泄系统得到进一步的发展,导致了循环系统的形成,在动物进化史上具有重要的意义。

多数环节动物每个体节都具有刚毛,海产的环节动物每1个体节都有1对疣足。疣足和刚毛的出现使运动效能大大增强,使运动范围加大,增强了它对环境的适应。

环节动物的循环系统为闭管循环。神经系统进一步发达,为梯形神经系统,使神经系统更趋于集中。

环节动物有约15000多种。它们分别属于多毛纲(如沙蚕)、寡毛纲(如蚯蚓)和蛭纲(如水蛭)。

六、软体动物门

软体动物为左右对称,体柔软不分节,身体一般分为头、足和内脏团三部分。

头部位于身体的前端,是感觉和摄食的中心。足位于身体腹面,为运动和捕食器官。内脏团位于足的背上方,是内脏器官,如消化系统、循环系统、排泄系统、生殖系统等所在之处。外套膜是身体背侧的皮肤延伸成膜片状,包围整个内脏团和鳃甚至足。外套膜包围着的腔为外套腔。外套膜外表皮层腺体发达,向外分泌贝壳来保护柔软的身体,内表皮表面具有纤毛,纤毛摆动,有利于气体交换和滤食。内、外表皮之间为结缔组织,内表皮有丰富的毛细血管通过,可以进行气体交换。因此外套膜也是呼吸器官。

大多数的软体动物均有1个或多个石灰质的贝壳,故软体动物也可简称为贝类。

软体动物是动物界中仅次于节肢动物的第二大类,约有13万种。软体动物分为无板纲(如新月贝、龙女簪)、多板纲(如石鳖)、单板纲(如新蝶贝)、腹足纲(又称螺类,如丁螺)、掘足纲(如角贝)、瓣鳃纲(又称贝类,如扇贝)和头足纲(如乌贼、章鱼)7个纲。

七、节肢动物门

节肢动物是动物界中最大的一门,已定名的有110万种,至少占动物总数目的75% 。节肢动物不仅数量多,而且分布很广,海洋、湖泊、土壤、地面、空中以及动植物体内均有分布,适应各种各样的生活环境和气候。节肢动物之所以种类多、数量大,这与它们的形态结构特征是分不开的。

节肢动物身体为异律分节,附肢也分节。身体可以分为几部分:昆虫分头、胸、腹三部分,甲壳动物分头胸部和腹部,有的则分为头部和躯干部。异律分节的结果,使身体明显地分为各个部分,器官系统趋于集中,机能亦相应地分化,身体各部分有了进一步的分工。

节肢动物具有外骨骼,可以防止水分蒸发、支持身体的体形、保护虫体免受化学或机械损伤,且与运动有密切的关系从功能上讲节肢动物的外骨骼与脊椎动物的骨骼相类似,但它来源于外胚层,而脊椎动物的骨骼来源于中胚层。

节肢动物在发育过程中,真体腔退化,而是形成生殖腺腔。真体腔的裂隙和原体腔的血窦合并成混合体腔。节肢动物为开管式循环,因此混合体腔中又充满血液,因此又称为血腔。节肢动物的消化系统比较完全,分前肠、中肠和后肠3部分。节肢动物的呼吸器官有多种类型,包括鳃、足鳃、书鳃、书肺、气管等。节肢动物的排泄器官主要有两种类型:一种是由肾管演变而成的。它们的末端有端囊,是退化了的体腔,与此相通的管就是体腔管,有排泄管通到体外。另一种类型如昆虫或蜘蛛的马氏管,它是肠壁向外突起而成的,其排泄物须经消化管从肛门排出体外。

节肢动物的神经系统与环节动物的神经系统基本上是相同的, 同属于链状结构。节肢动物的感觉器官相当复杂,有司平衡、触觉、视觉、味觉、嗅觉和听觉的感觉器官。节肢动物一般为雌雄异体,且往往雌雄异形。

节肢动物分为有鳃亚门、有螯亚门、有气管亚门。其中鳃亚门包括三叶虫纲(如三叶虫)和甲壳纲(如虾和蟹)、有螯亚门包括肢口纲(如鲎)和蛛形纲(如蜘蛛、蝎子)、有气管亚门包括原气管纲(如栉蚕)、多足纲(如蜈蚣、马陆、蚰蜒)和昆虫纲(蝉、蝗虫、蝇等)。

八、棘皮动物门

棘皮动物是无脊椎动物中最高级的一门棘皮动物的幼虫时期是左右对称的,发育为成虫后才变为五辐射对称。在整个动物界中只有棘皮动物幼虫是两侧对称,成体是五辐射对称。棘皮动物的内脏器官也是按照五幅对称的方式排列和分布的。

棘皮动物具有中胚层形成的内骨骼包在外表皮下面,并且常向外突形成棘,因此称为棘皮动物。这一来源和脊椎动物骨骼的来源相同,而和无脊椎动物所具有的“骨骼”所不同。棘皮动物独有的水管系体腔形成的一系列管道组成棘皮动物为后口动物消化系统是由口、食道、胃、肠和肛门组成的完全消化系统。棘皮动物有3套各自独立的神经系统,它们分别是外神经系统、下神经系统和内神经系统。

已知的棘皮动物有约6200多种,它们分属于海百合纲(如海百合)、海星纲(如海星、海盘车)、蛇尾纲(如海蛇尾)、海胆纲(如海胆)和海参纲(如海参)五个纲。

九、脊索动物门

脊索动物门是动物界中最高等的一门。现在世界上己知的脊索动物约7万余种,生活方式多样,形态构造复杂,差异大,但作为同一门的动物,它们所具有的共性特征也是显著的。

动物体幼时或终生具有脊索或类似脊索的构造,脊索动物门即以此得名。脊索是由含胶质的细胞所组成,是一条支持身体纵轴的棒状结构,位于神经索腹侧,消化管的背方。无椎骨的脊索动物,大多终生保留脊索或仅幼体时有脊索;脊椎动物只在胚胎时期出现脊索,成体时即由分节的脊柱所取代。

动物体具背神经索。背神经索呈管状,位于消化管背方。脊索或脊柱位于背神经索的腹面。脊椎动物的神经索前端扩大并分化为脑,脑后的部分形成脊髓;无脊推动物(非脊索动物)神经索位于消化管的腹面。

具咽鳃裂。消化管前端咽部两侧有成对排列的鳃裂,直接或间接和外界相通,又称咽鳃裂。咽鳃裂是一种呼吸器官,无椎骨的脊索动物及鱼类的鳃裂终生存在,高等脊椎动物仅见于某些幼体(如蝌蚪)和胚胎时期有鳃,后完全消失。脊索动物除具有脊索、背神经管、鳃裂三大特征外,大多还具有位于肛门后的尾,起源于中胚层的内骨骼,心脏位于消化管腹面等特征。

(一)尾索动物亚门

本亚门动物是无椎骨的脊索动物,均为海产,营自由生活或附着生活,单体或群体。脊索和神经管只存在于幼体,成体包围在被囊中。 本亚门分为3纲:尾海鞘纲(如住囊虫)、海鞘纲(如柄海鞘、菊海鞘)和樽海鞘纲(如樽海鞘)。

(二)头索动物亚门  

终生具有脊索、背神经管和咽鳃裂三个主要典型特征。由于脊索纵贯身体全长并直达身体最前端,头索动物亚门即以此得名。本纲动物体呈鱼形,表皮只有1层细胞,体节明显,多鳃裂。头索动物亚门只包含1个纲,即头索纲。所有种类均为海栖,如文昌鱼。

(三)脊椎动物亚门  

脊椎动物是脊索动物中数量最多,分布最广,结构最复杂,进化地位最高,最重要的一个亚门。现代生存的中型及大型动物,几乎均为脊椎动物。

脊椎动物的体制为左右对称。全身可分为头、颈、躯干及尾4部分。头显著,故有“有头动物”之称,有别于其他脊索动物。颈显著或不显著,尾存在或不存在。除少数种类外,均具有成对的附肢。脊索通常只出现于胚体时期,以后逐渐退化,为脊柱所代替。神经管位于消化管的背侧。神经管的前端分化成构造复杂的脑,并有颅骨保护,后端分化成脊髓。消化系统在脊索的腹面,具肝和胰。除无颌类外都具有上、下颌,增强了对口部的支持和主动摄食作用。其下颌上举,使口闭合,为脊椎动物所特有。脊椎动物中,低等的水生类群,呼吸器官为成对的鳃,高等的群类只在胚胎时期出现鳃裂,成体则用肺呼吸。血液循环系统完善。出现了肌肉构成的能收缩的心脏,位于消化道的腹侧。排泄器官为一对肾,大大提高了排泄的机能。脊椎动物中,除极少数种类为雌雄同体外,绝大多数均为雌雄异体,有性生殖。

1.圆口纲

为脊椎动物中最原始种类,生活于海水或淡水中。没有上下额,又称无额类,也没有成对的复肢。身体分头、躯干、尾等3部分。头、躯干圆形,尾部侧扁。它的神经系统、骨胳、循环系统、消化系统都较原始,对环境适应能力较差,有一些种类靠寄生在鱼类体内生活。现存圆口纲动物种数不多,仅50种左右。如产于中国东北的七鳃鳗。

2.

终生在水中生活,体表有鳞,用鳃呼吸,用鳍游泳,心脏有一个心房,一个心室,一条血液循环路线。在水中产卵,体外受精。鱼类在脊椎动物中种数最多,现存种类约26000万种。分为软骨鱼纲(如鲨、鳐、鲛)和硬骨鱼纲(如澳洲肺鱼、矛尾鱼、鲤、鲫、黄鱼、带鱼等)。

3.两栖纲

是从水生过渡到陆生的脊椎动物,具有水生脊椎动物与陆生脊椎动物的双重特性。它们既保留了水生祖先的一些特征,如生殖和发育仍在水中进行,幼体生活在水中,用鳃呼吸,没有成对的附肢等;同时幼体变态发育成成体时,获得了真正陆地脊椎动物的许多特征,如用肺呼吸,具有五趾型四肢等。两栖类动物约有2000多种,分为3目:有尾目(如蝾螈、大鲵)、无尾目(如青蛙、蟾蜍)和无足目(如鱼螈、蚓螈)。

4.爬行纲

爬行动物身体已明显分为头、颈、躯干、四肢和尾部。颈部较发达,可以灵活转动,增加了捕食能力,能更充分发挥头部眼等感觉器官的功能。骨骼发达,对于支持身体、保护内脏和增强运动能力都提供了条件。用肺呼吸,心脏由两心耳和分隔不完全的两心室构成,逐步向把动脉血和静脉血分隔开的方向进化。爬行动物卵的结构和胚胎发育也出现一些变化,卵外包着坚硬的石灰质外壳,能防止卵内水分的蒸发,同时是体内受精,摆脱了生殖发育中受精时对水的依赖。胚胎发育中出现羊膜和羊水,胚胎可以在羊水中发育,既可防止干燥,又能避免机械损伤。

现存种类约5000多种,分为原蜥亚纲(现只存有新西兰的楔齿蜥一种)、有鳞亚纲(如蜥蜴、蛇等)、龟鳖亚纲(如龟、鳖等)和鳄亚纲(如鳄)四个亚纲。

5.鸟纲

鸟全身披羽毛,前肢变成翅,胸肌发达,绝大多数善飞。躯体呈流线型,能减少飞行阻力。骨骼坚硬而轻,空腔内贮有空气,可增加浮力,减轻体重。肺较发达,与许多气囊相通,气囊遍布全身内脏、肌肉之间和骨髓腔里,能贮藏空气,辅助呼吸并增加浮力。心脏有两个心房和两个心室,动脉血和静脉血被分隔开,为飞翔提供更充足的氧气和能量。肠道短小,不积存粪便,可以减轻体重。

鸟类的种类很多,现存种数约为9000种。鸟纲分古鸟亚纲和今鸟亚纲两个亚纲,现存的鸟纲都可以划入今鸟亚纲的三个总目:古颚总目、楔翼总目和今颚总目,我国现存的鸟类都属于今颚总目。古鸟亚纲包括始祖鸟,今鸟亚纲除了现存的三个总目外,还包括已经灭绝的齿颚总。鸟纲是陆生脊椎动物中出现最晚,数量最多的一纲,比哺乳动物种类几乎要多一倍。现存的鸟类可以分成27~30个目,160个左右的科。

6.哺乳纲

是脊椎动物亚门中最高等的类群。身体一般分头、颈、躯干、尾和四肢五个部分。体腔分胸腔和腹腔两个部分;体表一般有毛;齿有门齿、犬齿和臼齿的区别;恒温;心脏分两心耳和两心室;以乳汁哺育幼儿。哺乳类的身体结构和生理功能对生活环境的适应能力超过其他类群,有陆栖、穴居、飞翔和水栖等各种生活方式,成为脊椎动物中身体结构,功能和行为最复杂的一个高等动物类群。

哺乳动物现存约4400种,我国现生的共有450余种。哺乳动物分为原兽亚纲(如鸭嘴兽、针鼹)、后兽亚纲(如大袋鼠、灰袋鼠、袋熊、袋貂)和真兽亚纲(如虎、狮、狗、兔等)三个亚纲