腔肠动物门刺细胞动物门.ppt
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1、第五章 腔肠动物门Coelenterata (刺胞动物门Cnidaria),主要内容,腔肠动物门的主要特征 腔肠动物门代表动物水螅(Hydra) 水螅、钵水母、珊瑚三个纲的主要特征及代表动物。 腔肠动物的起源和演化,教学目的和要求,掌握腔肠动物门的主要特征; 掌握水螅的生活习性、形态结构和机能特点,特别是体型、胚层、组织分化、神经系统等,从而认识腔肠动物在动物演化上的意义; 了解腔肠动物门各纲的主要特征、重要种类及其与人类的关系。,1. 腔肠动物门概述,体呈辐射或两辐射对称,仅具二胚层,是最原始的后生动物。体壁由外胚层、内胚层和中胶层组成。内胚层围成身体的整个内腔称消化循环腔,腔肠一端为口,另
2、一端闭塞,无肛门。体壁中有刺细胞。骨骼主要为外骨骼,具有支持和保护功能。有无性和有性两种生殖方式,并往往出现在同一种的生活史中,即水螅型世代用无性出芽生殖方式产生水母型世代,而水母型个体脱离母体,长大成熟以后,又以有性生殖方式产生水螅型个体,两个世代互相交替完成整个生活史。,2. 腔肠动物门的主要特征,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。,2. 腔肠动物门的主要特征,2.1 辐射对称radial symmetry 通过体内
3、的中央轴(从口面到反口面)有多个切面可以把身体分为2个相等的部分。这是一种原始的低级的对称形式,只有上、下之分,没有前后左右之分,只适应于在水中营固着或漂浮的生活。,两辐射对称(biradial symmetry):通过身体的中央轴,只有两个切面可以把身体分为相等的两部分。这是介于辐射对称和两侧对称的一种中间形式。,2. 3 两胚层、原始消化腔,腔肠动物是具有真正二胚层(内、外胚层)的动物。在二胚层之间有由内、外胚层细胞分泌的中胶层。由内外胚层细胞所围成的腔,即胚胎发育中的原肠腔,具有消化功能,可行细胞外及细胞内消化。从这类动物开始有了消化腔,腔肠动物由此得名。 消化腔又兼有循环的作用,能将消
4、化后的营养物质输送到身体各部分,又称消化循环腔(gastrovascular cavity)。有口、没有肛门,消化后的残渣仍由口排出。它的口有摄食和排遗的功能。口即为胚胎发育时的原口;与高等动物比较,可以说腔肠动物相当于处在原肠胚阶段。,消化循环腔,在消化腔内,由腺细胞分泌酶(主要为胰蛋白酶) 进行细胞外消化(extracellular digestion),消化后形成的食物颗粒由内皮肌细胞吞入进行细胞内消化。 食物大部分在细胞内消化。消化后的食物可储存在内胚层细胞或扩散到其他细胞。不能消化的残渣再经口排出体外。 常见腔肠动物(包括水螅类)通过口与外界相通。但水螅属(Hydra)、柄水螅属(P
5、elmatohydra)和绿水螅属(Chlorahydra)的种类,在基盘中央有一反口孔(aboral pore),反口孔关闭,反口孔开启,超微结构显示,肌原纤维以反口孔为中心呈定向辐射状排列。这种排列方式有利于控制反口孔的开启和关闭。水螅的反口孔具有肛门的部分生理功能。,摄食与消化,水螅以各种小甲壳动物(如溞类、剑水蚤等)、小昆虫幼虫和小环节动物等为食。以触手捕食,被捕的食物可比水螅大很多倍。触手将捕获物移向口部,由于捕获物受刺丝的损伤放出谷胱甘肽(glutathione),在该物质的刺激下,水螅口张开,食物进入消化循环腔。如把商品谷胱甘肽放在盛有水螅的水中,即使没有捕获物,水螅也表现出取食
6、的动作。,2. 4 细胞和组织的分化,从腔肠动物开始,明显分化出不同形态和功能的细胞。 外胚层:上皮肌肉细胞、感觉细胞、刺细胞、神经细胞、间细胞。 内胚层:内皮肌细胞、腺细胞、少量感觉细胞和间细胞。,但尚未达到器官、系统的水平腔肠动物的上皮还具有像神经一样的传导功能。因此,腔肠动物是在组织水平上构成了动物有机体。,这些细胞构成了几种简单的组织。,皮肌细胞:局部分化。内含肌原纤维,既是上皮细胞,又是原始的肌肉细胞。具有上皮和肌肉的功能。外皮肌细胞使水螅体和触手缩短,保护和运动;内皮肌细胞是一种具营养机能兼收缩机能的细胞,在细胞之顶端通常有2条鞭毛(15条),由于鞭毛的摆动能激动水流,同时也可伸出
7、伪足吞食食物,细胞内常常有不少食物泡,其基部的肌原纤维,沿着体轴或触手之中心呈环形排列,收缩时可以使身体或触手变细。 腺细胞:腺细胞在内皮肌细胞之间,分散于内胚层各部分,基盘和口周围最多。腺细胞所处的部位不同,其功能也不一样,如在垂唇部分的可分泌粘液,起滑润作用,使食物容易被吞进去;在基盘处的能分泌粘液,可使水螅附着于物体上或在其上滑行。也可分泌气体,由粘液裹成一气泡,使水螅由水底上升至水面。在消化循环腔内的,则能分泌消化酶消化食物。 间细胞:位于外胚层细胞之间的小细胞,大小与皮肌细胞的核差不多,是一种未分化的胚胎性细胞,可分化成刺细胞和生殖细胞等。 刺细胞:刺胞动物特有,是特化的皮肌细胞,触
8、手上特别多,每个刺细胞有一核位于细胞一侧,并有囊状的刺丝囊,囊内贮有毒液及一盘旋的丝状管,具有捕食和防御作用; 感觉细胞:分散在皮肌细胞之间,特别在口周围、触手和基盘上较多,其体积很小,细胞质浓,端部有感觉毛,基部与神经纤维连接。 神经细胞:外胚层和中胶层的神经细胞突起彼此连接形成神经网,内胚层游离的神经细胞与之相联系。,刺细胞和刺丝囊,穿刺刺丝囊(penetrant): 穿刺并释放毒液; 缠绕刺丝囊(volvent): 不释放毒液,缠绕捕获物; 粘着刺丝囊(glutinant): 两种,刺丝具有粘着及捕食功能。 前两种刺丝囊对化学刺激,特别是食物刺激比较敏感,后两种对机械刺激敏感。 水螅在一
9、次捕食时可排放出触手上25的刺丝囊,并在48小时内更新。 腔肠动物的刺丝囊有30多种,但每种动物一般有l-7种不等。每个刺细胞仅能排放一次,但可以由间细胞不断地补充及更新。,水螅的刺细胞,粘性刺丝囊,穿刺刺丝囊的刺丝向外翻出,翻出的卷缠刺丝囊在甲壳动物刺毛上,卷缠刺丝囊,触手的一段,2.5 肌肉与运动,上皮肌肉细胞既属于上皮,也属于肌肉的范围。上皮与肌肉没有分开,是一种原始的现象。 一般在上皮肌肉细胞的基部延伸出一个或几个细长的突起,其中有肌原纤维(myofibrils),有的上皮成分不发达,成为肌细胞(myocyte),有的是上皮成分发达,细胞呈扁平状,肌原纤维呈单向排列,或者是2排肌原纤维
10、呈垂直排列,也有的上皮成分发达呈圆柱状,周围有一系列的平滑肌环。 肌纤维也分为横纹肌、斜纹肌和平滑肌。每个肌原纤维都是由一束细丝组成,这些丝又分粗、细2种,与高等动物粗(肌球蛋白)、细(肌动蛋白)丝相似,其收缩机理也和高等动物的相似。腔肠动物的神经与肌肉的接触部分神经肌肉突触(neuromuscular synapses)的超微结构和神经肌肉连接(neuromuscular junction),也都与高等动物的相似。,2.6 原始的神经系统神经网(nerve net),动物界里最简单最原始的神经系统,基本上是由二极和多极的神经细胞组成。这些细胞具有形态上相似的突起,相互连接形成一个疏松的网,因
11、此称神经网。 神经细胞又与内、外胚层的感觉细胞、皮肌细胞等相连。感觉细胞接受刺激,通过神经细胞传导,皮肌细胞的肌纤维收缩产生动作,这种结合形成神经肌肉体系(neuromuscular system)。对外界刺激产生有效的反应,如捕食、避敌以及协调整体的活动等。,神经网(nerve net),由感觉细胞-神经细胞-皮肌细胞组成的感觉运动系统; 没有神经中枢,神经的传导一般不定向,因此称为扩散神经系统(diffuse nervous system)。 神经冲动传导速度慢。,神经网意义,神经突与感官、效应器、其它神经元相联。一个神经元同时与感官和效应器相联,联系的多样性反映神经传导的原始性。 一个刺
12、激经神经网传至全身,全身性反应,对刺激反应不准确灵敏; 生理上代表高等动物感觉、运动和中枢神经起始阶段,为神经系统演化提供可选择性。 神经网随着进化集中成神经索,形成发达中枢神经系统。,呼吸和排泄,刺胞动物没有专门的呼吸及排泄器官,由各细胞执行。 由于身体是由两层细胞围绕胃循环腔所组成,并通过口使胃腔与外界相通,实际上体壁的两层细胞均与外界环境接触,所以呼吸与排泄作用可以由体壁细胞直接独立进行。出、入口及胃腔的水流可以携带入新鲜的氧气,并带走代谢产物。刺胞动物的主要含氮废物是氨。,水螅型:营固着生活。身体呈圆筒状,上面的游离端是口面,下面固着端是反口面,称基盘,如水螅、珊瑚和海葵等。,水母型:
13、营漂浮生活。身体呈伞状或原盘状,反口面(凸面)向上,口面朝下,口面中央悬一条垂管,末端是口。,体型(两种基本体型),2.7 生殖与发育,无性生殖: 出芽:是无性生殖的主要形式。芽体与母体分离即形成新的个体。薮枝螅(Obelia)所形成的芽体与母体不分离则形成了群体。 分裂:主要发生在水螅型,如海葵可以纵分裂,钵水母的幼体以横分裂。,腔肠动物的再生能力很强。有人将水螅(Hydra oligactis,H. pseudoligactis)内外胚层细胞分开,结果2层细胞都各自再生成为完整的水螅。,再生:能力,例如,将水螅切成数段,条件合宜时每段都可以再生成一个新的个体。,水螅生殖腺(水螅雌雄同体),
14、有性生殖,受精卵进行完全卵裂,以分层法形成实心原肠胚,然后迅速延长,体表出现纤毛,形成了自由游泳的浮浪幼虫(planula larvae) 。,浮浪幼虫,生活史中有世代交替现象,世代交替(alternation of generation):刺胞动物的生活史中,出现无性生殖世代的水螅型和有性生殖世代的水母型; 水螅体以无性生殖产生水母型芽体,水母型个体脱离母体后以有性生殖方式产生水螅型个体。,水螅型与水母型的形态比较,2.7 生殖与发育-有性生殖,生殖腺:源于内、外胚层间细胞。水螅纲水螅水母源于表皮层,位于放射管下或垂唇周围;钵水母纲源于内胚层,位于胃囊底部,珊瑚纲由胃腔隔膜发生。 间细胞迁移
15、到固定位置形成,有生殖腺、无导管。性细胞成熟后由口或由体壁破裂释放。 受精在海水中或垂管表面或胃腔内生殖腺部位进行。 浮浪幼虫:受精卵经卵裂和囊胚期,发育到原肠期由卵膜中孵出,独立生活。幼体为长圆形具纤毛球状个体,体壁外层为具纤毛柱状细胞,内层为有吞噬作用的实心细胞群。,有性生殖: 多数雌雄异体,少数雌雄同体,但异体受精。许多海产种类,要经过一个浮浪幼虫期。幼虫体表被有纤毛,能游泳,发育一端时间后沉入海底固着下来,发育成新个体。并以出芽的形式发育成群体。 大多数种类同时存在水螅型和水母型。水螅型以无性生殖产生水母型,水母型以有性生殖产生水螅型,这种有性和无性世代交替出现的现象称世代交替。,腔肠
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