动物生物学3-3 原生动物

3.3单细胞的真核生物——原生动物门（Protozoa）1.进化地位2.生物学特性3.3.1结构与功能3.3.2原生动物门的分类3.3.3原生动物与人类的关系原生动物的发现：后来许多科学家对原生动物结构特征进行了长期系统和细致的研究，并发现了许多新种以及这些原生动物与人类的关系、经济意义。绿眼虫草履虫团藻钟形虫喇叭虫变形虫毛口虫单胞藻唇滴虫等荷兰学者列文虎克（A.vanLeeuwenhoek):1674在池塘水和污水滴中，放大270倍的情况下，发现了中发现细菌和原生动物。1.进化地位：——分子生物学、古生物学的研究表明：原生生物是目前已知的最原始的真核生物，原生动物是动物界里最原始、最低等的动物类群——为什么？2.生物学特性：①身体由单个细胞或单细胞群体构成.②营养方式:植物性营养;动物性营养;渗透性营养③繁殖方式：包括无性生殖和有性生殖。棒棰虫（Dileptus）分布：原生动物分布很广，生活在淡水、海水以及潮湿的土壤中，也有不少种类是寄生的，对人类健康和经济动物的养殖可造成极大危害。大小：一般都很微小，肉眼不易见到，最小的种类仅2—3微米，如利什曼原虫（在一个细胞内可以找到200个）。形态多种多样。除单细胞的个体外，也有由几个以上的个体聚合而成的群体。例如：盘藻、空球藻、实球藻、团藻等。在环境不良的条件下，大多数原生动物可形成包囊度过不良环境。身体由单个细胞构成。构成原生动物体的单个细胞，一方面具有一般细胞所具有的基本结构——细胞质、细胞核、细胞膜，另一方又具有一般动物所表现的各种生活机能，例如：运动、消化、呼吸、排泄、感应、生殖等。因此它和高等动物体内的一个细胞不同，而和整个高等动物体相当，是一个能营独立生活的有机体。目前已经命名的原生动物64,000种，其中一半以上是化石种类。3.3.1结构和功能1.原生动物的外形、细胞膜、细胞质与细胞核1）外形①眼虫（Euglena）生活在有机物质丰富的水沟、池沼或缓流中。温暖季节可大量繁殖，常使水呈绿色。眼虫体呈绿色，梭形，长约60μm，前端钝圆，后端尖。在虫体中部稍后有一个大而圆的核。②变形虫（AmoebaprateusP)：生活在清水池塘，藻类较多的水中。可以不断改变体形，体表任何部位都可临时性的突起，形成伪足。伸缩泡外质质膜食物泡细胞核伪足③草履虫：生活在淡水中。池沼、小河。形状很像草鞋。全身长满了纵行排列的的纤毛。具有口沟。细胞核两个。运动时旋转向前运动。除此之外，原生动物还有许多其它形状的个体，但都具有细胞膜、细胞质、细胞核。2）细胞膜：原生动物的细胞膜又称为表膜。是覆盖在体表的具有弹性的膜。使虫体保持一定形状，帮助虫体运动。例如:眼虫体表覆以具弹性的、带斜纹的表膜（pellicle）。表膜覆盖整个体表、胞咽、储蓄泡、鞭毛等。有一些在表膜外还覆以保护性外壳，由细胞本身分泌形成。如表壳虫（几丁质）、有孔虫（钙质）、放射虫（硅质骨针）比较坚硬。砂壳虫（Difflugia）是由外来砂粒被胶质粘合形成的壳，壳内虫体结构与变形虫相似。3）细胞质：表膜之下是细胞质。原生动物的细胞胞质可分为内质、外质2部分。外质：透明，无颗粒。内质：有颗粒，易于流动。例如：变形虫:外质，内质（凝胶质，溶胶质）草履虫：表膜下有一些小杆状结构与表膜垂直排列，称为刺丝泡，开口于表膜上，具有防御机能。如5%的亚甲蓝溶液试验。内质也具有流动性。4）细胞核：①多数只有一个，少数有2个或多个核。②根据染色质的多少以及分布情况分为两种：1）泡状核：染色质较少，分布不均匀。2）致密核：染色质多，均匀致密散布核中。③有些具有2种核：如草履虫。2.运动（纤毛、鞭毛、伪足）A.鞭毛：细长，数目少，一般1-4根（鞭毛虫）。也有多条（披发虫）。B.纤毛：较短，数目多。一般覆盖在整个体表。如草履虫。C.伪足：依靠原生质中凝胶质和溶胶质的流动。如变形虫。纤毛伪足运动实质：肌动蛋白丝在其球蛋白丝上滑动3.排泄与渗透：伸缩泡原生动物体内含有大量水分，这些水通过食物吞食和体表渗透进入体内。怎样才能保持水平衡呢？——伸缩泡多数原生动物体内，都有一种调节水分胞器，通过它伸缩收集细胞质中多余的水分和溶解的代谢产物，通过固定的开口排出体外。有的也可通过体表排出。伸缩泡的结构：有的1个（眼虫；排入储蓄泡，由胞口排出体外；变形虫）。有的2个（草履虫：2个收缩泡交替收缩，通过表膜排除体外）每个伸缩泡向周围伸出辐射状收集管，收集管与内质网相通，通过内质网收集体内多余水分代谢产物，经过收集管排入伸缩泡，并通过表膜小孔排出体外。有时也可通过体表扩散作用排出。4.营养方式：1）植物性营养（光合营养）自养：体内具有色素体的种类，利用光能将二氧化碳和水合成糖类。如鞭毛虫类。2）动物性营养（吞噬营养）异养：原生动物通过胞口、伪足等吞食固体食物颗粒，形成食物泡，流动，与溶酶体融合，食物泡在细胞质内被消化吸收，不能消化的食物残渣由体后的胞肛排出，称为排遗。如：变形虫、草履虫。3）腐生性营养（渗透性营养）异养：借体表的渗透，摄取周围的有机物质。如寄生种类。植物性营养（光合营养）自养变形虫（AmoebaprateusP)：可以不断改变体形，体表任何部位都可临时性的突起，形成伪足，进行运动，也可以用伪足包围食物，进行吞噬。伸缩泡外质质膜食物泡细胞核伪足动物性营养（吞噬营养）异养5.呼吸原生动物也跟其它动物一样借助呼吸产生能量。呼吸方式:是通过扩散作用吸收水中溶解的氧，释放能量，维持各种生命活动。同时排出二氧化碳。如：眼虫；在有光的条件下：利用光合作用释放的氧呼吸。呼吸产生的二氧化碳又利用于光合作用。在无光条件下：体表吸收水中溶解的氧。变形虫：靠体表吸收。寄生种类：可在缺氧条件下生存。主要靠酶的作用分解体内的糖。6.应激性原生动物对外界刺激做出的反映。它可以趋向某一些刺激，如食物。也可以避开某些刺激，如一些化学物质。如眼虫；具有趋光性。与光合作用的营养方式有关。草履虫；表膜下的杆状结构（刺丝泡），有口开于表膜上，当遇到某一刺激时，射出其内溶物，遇到水成为细丝，如5%亚甲蓝。防御功能。7.生殖包括以下几种：无性生殖有性生殖二裂生殖出芽生殖：母体的一部分发育为新个体。夜光虫纵二分裂；眼虫横二分裂：草履虫配子生殖接合生殖；纤毛虫同配生殖；大小形状相同配子结合。有孔虫异配生殖：配子体大小、形状不同。团藻草履虫的接合生殖当接合生殖时，口沟部分粘合，表膜溶解，细胞质通连，小核脱离大核，大核消失。小核分裂2次形成4个小核，3个解体，剩下的一个又分裂为大小不等的2个核，两个虫体交换小核，与对方较大的核融合，这一过程相当于受精作用。此后两个虫体分开，接合核分裂3次成为8个核，4个变为大核，其余4个核3个解体，剩下一个小核分裂为2个，再分裂为4个；每个虫体也分裂2次，结果是原来2个相接合的亲本虫体各形成4个草履虫，新形成的草履虫和原来亲体一样，有一个大核，一个小核。可形成包囊大多在遇到不良环境时，体表的细胞器如：纤毛、鞭毛、伪足缩入体内或消失，体外分泌一种胶质物质。形成圆球形包囊，即可以渡过恶劣环境，又容易被风或其它动物带至远处。当环境适宜时，虫体破囊而出，又恢复原来的生活状态。包囊是原生动物对不良环境的一种适应。3.3.2原生动物门的分类原生动物种类繁多，分布也十分广泛。已经命名的原生动物超过64000种，其中半数以上为化石种类。对原生动物的分类至今意见不一。有的分为4个亚门、5个亚门、4个纲、5个纲等。本书根据运动胞器等特征，将其分为5个纲：1.鞭毛虫纲（Mastigophora）、2.肉足虫纲(Sarcodina)3.孢子虫纲(Sporozoa)4.丝孢子虫纲(Cnidospora)5.纤毛虫纲(Ciliata)1.鞭毛虫纲(Mastigophora)1）纲的主要特征:①一般都具有鞭毛，通常1-4条，少数较多。②营养方式有3种:光合营养（植物性营养）吞噬营养（动物性营养）渗透营养（腐生性营养)。③繁殖：有性繁殖：配子结合、整个个体结合。无性繁殖：纵二分裂。环境不良的条件下形成包囊。2）鞭毛虫纲的重要类群根据营养方式的不同，可分为植鞭亚纲和动鞭亚纲。①植鞭亚纲（Phytomastigina）一般具有色素体，能行光合作用。自由生活在淡水或海水中。如：眼虫。此外也有群体，如：盘藻、团藻。盘藻（Gonium）：一般由4个或16个个体排在一个平面上如盘状。每个个体都具二根鞭毛，每个个体都能进行营养和繁殖。团藻（Volvoxaureus）团藻（Volvox）它是由成千上万的个体构成，排成一空心圆球形。还有不少淡水生活的鞭毛虫能使水污染，如：钟罩虫（Dinobryon),尾窝虫（Uroglena）、合尾滴虫（Synu-ra）等。但是大多数的植鞭毛虫是浮游生物的组成部分，是鱼类的自然饵料。星云钟虫钟罩虫（Dinobryon）无色素体，异养。少数自由生活，多数寄生，对人和家畜有害。常见种类：利什曼原虫（Leishmania）、披发虫（Trichonympha）、锥虫（Trypanosoma）等。②动鞭亚纲（Zoomastigina）利什曼原虫（Leishmania）：很小的鞭毛虫，能引起黑热病，黑热病主要靠白蛉子传染。其生活史有两个阶段，一个阶段寄生在人体（或狗），另一阶段寄生在白蛉子体内。它寄生于人体肝、脾等内皮系统的细胞之内。这时细胞呈圆形，鞭毛不伸出，虫体极小，在一个细胞之内可多达上百个利什曼原虫。寄主被它们大量寄生时，出现发烧、肝脾肿大、毛发脱落等症状，严重时造成寄主死亡。被杜氏利什曼原虫（Leishmaniadonovani）感染的脾脏细胞(左)和单体(右)锥虫（Trypanosoma）寄生于脊椎动物血液中。从鱼类、两栖，一直到鸟、哺乳类的马、牛、骆驼、甚至人，都有锥虫的寄生。寄生于人体的锥虫能侵入脑脊髓系统，使人发生昏睡病，故又名睡病虫，这种病只发现在非洲，我国还没发现。在我国发现的锥虫，主要危害马、牛、骆驼等。2.肉足虫纲(Sarcodina)1）纲的主要特征：①以各种形式的伪足作为运动器，运动和摄食机能。异养。②多数自由生活，少数寄生。③体表为极薄的质膜、裸露。少数有石灰质或几丁质外壳、矽质骨骼。2）重要类群：根据伪足形状的不同，分为2个亚纲①根足亚纲②辐足亚纲①根足亚纲：（Rhizopoda）主要特征：伪足为叶状、指状、锥状（无微管组成的轴丝，）等。淡水或海水生活，少数寄生。常见种类：大变形虫,痢疾内变形虫,表壳虫、砂壳虫、有孔虫、足衣虫在其质膜外覆以保护性的外壳。大变形虫（Amoeba）哈氏变形虫（Hartmannella）痢疾内变形虫寄生在人的肠道内，能溶解肠壁组织引起痢疾。生活史中有滋养体（trophozoite）及包囊（cyst）阶段。滋养体是指原生动物摄取营养阶段。包囊是传播阶段，当人误食了包囊之后，在人小肠内包囊破裂，并形成小滋养体——大滋养体。大滋养体侵入肠壁，溶解肠组织，吞噬组织和红血细胞，造成肠壁脓肿，大便脓血。所以也称为阿米巴痢疾，或赤痢。在肠内只有小滋养体可以形成包囊，随寄主粪便排出体外，进行传播。痢疾内变形虫（Entamoebahistolytic），示滋养体②辐足亚纲（Actinopoda）具有轴伪足，一般体呈球形，多营漂浮生活，生活在淡水或海水中。常见的如太阳虫、放射虫。壳和虫体之间有空隙，增加浮力。太阳虫：淡水，伪足由球形身体周围伸出，由轴丝，增加浮力。放射虫，海水，身体放射状，在内外质之间有几丁质囊，增加浮力太阳虫（Actinophryssol），示分裂生殖3.孢子虫纲（Sporovoa）1）纲的主要特征:①全部营寄生生活。②生活史复杂，有世代交替现象。③并且具有与寄生生活相适应的结构，如顶复合器。顶复合器包括：顶环（apicalring）类锥体（conoid）棒状体（rhoptry）微丝（micromemes）这些结构的作用尚不十分清楚，可能与穿刺寄主细胞有关。2）重要类群：①晚孢子亚纲（Telosporea）②焦虫亚纲（Piroplasmia）①晚孢子亚纲（Telosporea）主要特征：顶复合器发达，大多数