第一节节肢动物门的主要特征

1第十章节肢动物门（Arthropoda）教学目的和要求：1、掌握节肢动物门的主要特征。2、了解各纲的特征，掌握昆虫的分类依据和常见目的特征及种类。3、了解节肢动物与人类的关系。重点：1、节肢动物的主要特征。2、昆虫的分类依据和常见目的特征及种类。难点：1、混合体腔。2、分类。3、昆虫的口器学时：讲授7学时。教学方法：1、多媒体授课。2、讲授、启发、讨论相结合。教学过程：第一节节肢动物门的主要特征一、异律分节和附肢分节节肢动物的身体是异律分节，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，如甲壳类的头和胸愈合为头胸部。节肢动物每一体节几乎都有1对附肢，对于运动的增强起了重要作用。它的附肢与环节动物不同：环节动物疣足：是体壁的中空突起，本身及其与躯干部相连处无活动关节，小而运动力不强。节肢动物附肢：实心，内有发达的肌肉，本身及其与身体相连处有活动的关节，十分灵活而且有力，这种附肢称为节肢。附肢的分节以及着生部位的不同，其形态和功能有很大的变化，形成了触角、口器、足、以及呼吸和生殖等各种形态。身体分部和附肢分节是动物进化的一个重要标志。二、具外骨骼和蜕皮现象节肢动物要在陆地上存活，必须制止体内水分的大量蒸发，其包在身体外的角质膜，即外骨骼正是起着这种重要的作用。上表皮：最外层，最薄，含蜡层、色素，不透水。外骨骼外表皮：最坚硬部分，含有钙盐、骨蛋白。内表皮：具柔软、延展性，主要成分为蛋白质、几丁质复合体。外骨骼分片：在骨片间的节间部分不含外表皮或外表皮不发达，因此较柔软，不防碍身体活动蜕皮现象：在内分泌激素的调节下，换上柔软多皱的新皮，以适应身体的不断增长。外骨骼的作用：保护内脏器官；防止体内水分蒸发；抵抗不良环境及病毒细菌等的侵染；与附着在2体壁内面的肌肉协同完成各种运动，这一点与脊椎动物的骨骼有相似的作用。三、肌肉系统节肢动物的肌肉均为强劲有力的横纹肌，并形成独立的肌肉束，其两端附着在外骨骼的内表面或内突上，靠肌肉束的收缩牵引骨板使身体运动。通过外骨骼的杠杆作用，调整和增强了肌肉运动。肌肉束往往按节成对排列，相互拮抗，例如每只附肢一般有3对附肢肌，可使附肢朝前后、上下、内外各种不同方位活动。四、体腔和血液循环系统体腔：为混合体腔。胚胎发育过程中，体腔囊断裂解体，并与组织间残存的囊胚腔相互沟通，使最终形成的体腔既来自囊胚腔又来自体腔囊体腔。混合体腔内含有血液，因此又称血腔。开放式循环系统，血压降低，如果附肢折断，可以避免大量出血死亡。血液无色，多为血青蛋白。讨论演化成血腔的机理：目前不清楚，有可能是外骨骼受压——血液流向柔软的部分——使柔软处的血管消失——形成血窦。五、消化系统口器：不同的取食方式及食物类型，有相应的取食口器，如蝗虫为咀嚼式、蚊类为刺吸式、蝶蛾为虹吸式。前肠：外胚层内陷形成，取食、磨碎、储存和初步消化的功能。消化系统分为中肠：分泌消化酶，进行消化和吸收。后肠：外胚层内陷形成，对一些离子和水分重新吸收。六、呼吸和排泄为了适应不同的生活环境，呼吸和排泄器官呈现多样性。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。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。水生种类书鳃：体壁向外突起折叠呈书叶状，如鲎。气管：体壁内陷形成，气管内壁有角质层成螺旋排列，以保持管壁陆生种类的形状。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。书肺：体壁内陷折叠如书叶状。如蜘蛛。腺体：与后肾管同源特化形成的腺体结构，开口于附肢基部，如甲壳排泄器官动物的绿腺、颚腺。一般水生种类具有。马氏管：由中肠或后肠演化而来，开口于中后肠交界处，另一端游离在血腔中，收集血腔中的废物，进入后肠回收水分、排出残渣。这是适应陆生生活的特征。七、神经系统，感觉器官.内分泌系统集中型的链状神经系统，神经节相对集中。前脑：是视觉和行为的神经中心。脑量大，分为中脑：是触觉的神经中心。后脑：发出神经至上唇和前脑肠。脑是节肢动物的感觉和统一协调活动的主要神经中枢，但并非重要的运动中心，切除昆虫的脑，给以适当的刺激，仍能行走，但不能觅食。具有触觉、味觉、嗅觉、听觉、平衡和视觉等复杂多样的感觉器官，其中最特殊的是复眼。复眼是由数以千计的小眼组成，具有感知外界物体运动、形状和适应光线强弱以及辨别颜色的功能。节肢动物出现了内分泌系统，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，我们在节肢动物体内发现了与哺乳动物类似的激素及其受体，如卵泡刺激激素（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3复杂的激素调节体制。八、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。陆生种类为体内受精，水生种类有体内和体外受精。生殖方式多种多样：卵生、卵胎生、孤雌生殖、幼体生殖和多胚生殖等方式。节肢动物的胚后发育差异很大，有直接发育和间接发育。间接发育的种类有不同阶段的发育期和不同形式的幼体和蛹期。在昆虫纲中我们详细讲解。综上所述，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。第二节节肢动物门的分类节肢动物是动物界最大的一个门，已知约120万种，占动物总数的4/5。根据异律分节、附肢、呼吸和排泄的情况，将现存种类分为6个纲。一、原气管纲（Prototracheata）又称有爪纲（Onychophora），蠕虫形，身体表面没有明显分节，只有环纹；附肢有爪但不分节；具单眼无复眼，以气管呼吸。具有皮肤肌肉囊、后肾管、混合体腔、开管式循环，介于环节动物和节肢动物之间。全身遍布气孔，气孔不能关闭，易失水分，必须生活在潮湿的地方。已知约70种，我国仅在西藏有记录，如栉蚕（Peripatus）。二、肢口纲（Merostomata）身体分头胸部、腹部和尾剑3部分，头胸部6对附肢，其中第1对为螯肢，后5对为步行足；腹部附肢7对，后6对成书鳃。生活在海洋中，化石种类有120种，现存活5种，称鲎，我国沿海有中国鲎（Tachypleustridentatus）的分布。详见课件。三、蛛形纲（Arachnida）身体分为头胸部和腹部；无触角，头胸部有6对附肢，第1对是螯肢，第2对是脚须，后4对为步足；呼吸器官用书肺和气管；排泄用基节腺和马氏管。大多生活于陆地，种类约60000余种，如各种蜘蛛、蝎子、蜱螨。4详见课件。四、甲壳纲（Crustacea）身体分为头胸部和腹部；头胸部有13对附肢，腹部附肢有或无；用鳃呼吸，排泄器官是腺体。生活在海洋、淡水中，极少数生活在潮湿的陆地上。约有35000余种，如各种虾、蟹、水蚤等。详见课件。五、多足纲（Myriapoda）身体分为头部和躯干部，躯干部每个体节1—2对足；以气管呼吸，马氏管排泄。分布在陆地潮湿的地方，已知约10500种，主要有蚰蜒、蜈蚣、马陆等。蜈蚣和马陆的比较：蜈蚣第1对附肢末节变为毒爪，每腹节有附肢1对；马陆无毒爪，每腹节有附肢2对。第三节昆虫纲（Insecta）一、昆虫纲的主要外形特征身体分为头、胸、腹3部分：头部：是胚胎发育时6个体节愈合形成。有触角1对，复眼、单眼、口器。是感觉和取食的中心。胸部：3个体节组成。有足3对，翅2对。是运动中心腹部：由11节组成。是内脏集中的部位，腹末有外生殖器。是新陈代谢和生殖心。二、代表动物棉蝗（Chondracrisrosearosea）1、外形特征头部：1对触角（丝状）、1对复眼、3个单眼、咀嚼式口器。胸部：分为前胸、中胸和后胸；前胸背板大呈马鞍形；有3对足，前2对为步行足，后1对为跳跃足；前翅1对为复翅，后翅1对为膜翅。腹部：由11节组成，在两侧有8对按节排列的气门。腹末端为雌性（或雄性）外生殖器，尾须一对。2、内部结构（1）消化系统前肠：有口、咽、食道、嗉囊、前胃（砂囊）。分为中肠：胃（分泌消化液，消化和吸收作用），胃盲囊6个（在胃与前肠交界处，增加了消化和吸收的面积）。后肠：末段膨大，称直肠，有6个纵向排列的直肠垫，用以回收水分。消化腺：唾液腺一对，位于胸部腹窦之中，开口于舌后壁基部。分泌消化酶，初步分解食物和湿润食物的作用。（2）呼吸系统以气管呼吸，在身体两侧有2条纵的气管主干，有横气管相互连接，并由主干分出许多分支，愈分5愈细，分成许多盲管状的微气管。气门：是气管与外界的开口，位于身体两侧，胸部2对，腹部8对，按体节排列。（3）排泄器官为马氏管。（4）循环系统开管式循环系统，仅1条背血管，自腹部直通头部。心脏：8个按体节膨大的心室，每一心室两侧各有1心耳，是血液注入心脏的孔道，其边缘向内突形成瓣膜，使血液不会倒流。动脉：管状。血液循环方向：室搏动动脉头部血腔向体后行围心窦心耳心室。（5）神经系统典型的链状神经系统。（6）生殖系统雌性生殖系统：卵巢1对（有许多卵巢管）、侧输卵管1对、中输卵管1条、纳精囊、阴道、生殖孔、外生殖器。雄性生殖系统：精巢1对，输精管1对、储精囊、射精管、副性腺、外生殖器。三、昆虫纲的分类昆虫纲的分类有各种不同的分类系统，一般根据翅、口器、触角、附肢、变态的类型和特征等，将昆虫纲分成2亚纲34个目。（一）重要的分类特征1.口器5种（1）咀嚼式口器（bitingmouthparts）由上唇、上颚、下颚、下唇、舌组成。上唇：是口器的上盖，呈长方形片状结构，覆盖上颚。上颚：1对坚硬的块状结构，在下唇的下面，用于切断和咀嚼食物。下颚：由轴节、基节、内颚叶、外颚叶和分节的下颚须组成，抱住和协助刮切食物的作用。下唇：由5部分组成，见图，是口器的底板，防止食物下落。舌：上下颚之间的囊状结构，起味觉和帮助运送食物进入口内的作用。如蝗虫的口器属于此类。（2）刺吸式口器（piercing-suckingmouthparts）为取食植物汁液和动物体液的昆虫特有，能刺入组织吸取营养液。与咀嚼式口器的不同在于上、下颚特化成针状的口针，下唇延长成喙，前肠前端形成强有力的抽吸机构。如蝉和蚊的口器。（3）舐吸式口器（spongingmouthparts）为蝇类所具有，特点是上下颚。上唇和舌形成食物道，下唇延长成喙，末端特化为1对唇瓣，瓣上有许多环沟，两唇瓣间的基部有小孔，液体食物由孔直接吸收，或通过环沟的过滤进入食物道。（4）虹吸式口器（siphoningmouthparts）是蝶蛾类成虫特有的口器，大部分结构退化，仅下颚的外颚叶延长并左右闭合成管状，用时伸出，不用时盘卷成发条状，适于取食花蜜和水滴等液体食物。（5）嚼吸式口器（chewing-lappingmouthparts）上颚用于咀嚼花粉和筑巢，下颚的外颚叶延长成刀片状，下唇的中唇舌和下唇须延长，吸蜜时下颚和下唇合拢，形成1食物管，不用时各自分开。了解口器的类型不仅可以辨别昆虫的类别，还可以在害虫防治中根据植物的被害状，了解为害植物的昆虫，从而选择合适的农药，比如胃毒剂、触杀剂还是内吸剂。2、触角由柄节（1节）、梗节（1节）和鞭节（多节）组成丝状触角——细长如丝，鞭节各节的粗细大致相同，逐渐向端部变细。如蝗虫、天牛。棒状触角——鞭节基部细长如丝，顶端数节逐渐膨大，全形象棒球杆。如蝶类。6刚毛状触角——短小，基部1-2节较粗，鞭节细如刚毛。如蝉、蜻蜓。念珠状触角——鞭节各节大小相近，形如圆球，全体象一串珠子。如白蚁。鳃状触角——端部3-7节向一侧延展成薄片壮迭合在一起，状如鱼鳃，如金龟子。具芒状触角——一般仅3节，短而粗，末端一节特别膨大，其上有1刚毛，称触角芒，芒上有许多细毛。如蝇类。羽毛