1、第2讲 生命的形态建成(1),沈显生中国科学技术大学生命学院,主要内容,一、生物的结构和功能单位细胞 二、动物的组织 三、动物的器官和系统,一、生物的结构和功能单位细胞,(一)细胞学说 18381839年，德国植物学家施莱登（M. J. Schleiden）和动物学家施旺（T. A. H. Schwann）分别在他们的论文中提出:动物和植物都是由细胞组成的;细胞只能够来自细胞;受精卵是多细胞生物的第1个细胞;细胞是生命活动和结构及遗传的基本单位. (二)细胞全能性,随着体积增大, 表面积/体积 比值下降,半径增大 4倍 体积增大 64倍 表面积增大16倍 表面积/体积从3/1 下降到 0.7/
2、1,生物的体细胞很小，这有什么好处？,二、动物的四大组织,（一）上皮组织结构上分：单层上皮，复层上皮。功能上分：分泌上皮，感觉上皮，生殖上皮，吸收 （二）结缔组织具有发达的细胞间质。血液和淋巴，疏松结缔组织，致密结缔组织（肌腱），弹性结缔组织（韧带），网状结缔组织，脂肪组织，软骨，硬骨。 （三）肌肉组织由肌肉细胞（肌纤维）组成。分：横纹肌，平滑肌，心肌。 （四）神经组织由神经元和神经胶质细胞组成。(在第8章介绍),动物的组织 是细胞功能的放大.,上皮组织 上皮组织是指覆盖身体表面和体内器官内表面的一层层呈膜状的紧密排列的细胞。 上皮组织具有保护、分泌、排泄和吸收等功能，分布在动物体不同部位的上
3、皮，其功能各不相同。皮肤、肺、肾小管、消化道单层上皮、复层上皮,三、动物的器官和系统,1.消化系统 2.呼吸系统 3.循环系统 4.排泄系统 5.生殖系统 6.感受器官与神经系统 7.运动系统 8.内分泌系统,（一）动物器官的演化,单细胞动物,多细胞动物群体(细胞独立),多细胞个体（无组织分化）,组织器官分化的动物体,水螅(具胚层),海绵动物(无胚层),团藻眼虫,眼虫,捕食水蚤的水螅,双胚层的出现;一口;消化循环混合腔.,线形动物出现3胚层;节肢动物和软体动物是外骨骼.在棘皮动物之前都属于原口动物(胚孔为口).,(二)动物各器官系统的结构与发育,1、消化系统,无口单细胞,有口单细胞(胞口),无
4、口多细胞群体,有口多细胞(无肛门),有口有肛门动物,有胃和消化腺,肠道功能分区,消化系统的演化,原生动物以细胞膜内陷方式，胞饮、胞吞摄食； 腔肠动物和扁形动物有口无肛门，出现原始的消化系统，消化与循环兼备； 线形动物出现了肛门，形成消化吸收与排泄排遗分工的系统； 软体动物开始出现牙齿、消化腺和多种辅助器官。,摄食、消化与吸收,消化是食物在消化系统中被分解成动物细胞能够吸收的小分子的过程,饮食、消化与营养吸收,食物的营养成分通过消化作用后形成的这些小分子单体为动物体及其生命活动提供了结构原料和能源。,人体的消化系统由消化道和消化腺组成。 消化道的主要部分是口、舌、咽、食道、胃、小肠、大肠和肛门。
5、 消化腺包括唾液腺、胰腺和肝脏。 消化酶：唾液、胃液、胰液、胆汁和小肠液。,饮食、消化与营养吸收,饮食、消化与营养吸收,胃是人和哺乳动物最主要的消化器官，可分泌胃酸和胃蛋白酶原。 胃通过反复收缩运动，碾磨搅拌食物形成酸性食糜。 反刍类动物的胃分为瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃4室。,饮食、消化与营养吸收,小肠是人和哺乳动物最主要的消化吸收器官 小肠的形态结构特点非常适合完成营养吸收功能,肝脏的功能: 维持血糖的稳定; 合成氮代谢尾产物; 合成蛋白质等物质; 解毒; 分泌胆汁; 储存维生素; 降解转运脂类.,世界上人类膳食3种模式,1.美国、加拿大和西欧模式：三高（高热量、高脂肪、高蛋白）是特点，动物类
6、食物高于植物类；人均每天营养摄入量14600-15100kj; 2.日本模式：动物类食物接近于植物类食物；人均每天营养摄入量12600kj; 3.发展中国家模式：动物类食物少于植物类食物；人均每天营养摄入量7000-10800kj;（注：维持生命代谢底线是5880kj;）,现代营养学的健康食谱要素,1.糖类营养植物性淀粉和动物性糖原，100克糖氧化产生1720kj热量，产物水和二氧化碳，无毒副作用，是干净食品； 2.脂肪营养- 100克脂肪氧化产生3900kj热量，动物脂肪含较多饱和脂肪酸，诱发胆固醇在在血管壁沉积；植物脂肪含较多不饱和脂肪酸，使血浆中的胆固醇下降。 3.蛋白质营养热量等同于糖
7、类，维持细胞组织生长、修复和更新是蛋白质“本职工作”。人需要蛋白质克数等于体重公斤数；蛋白质在体内不储存，其8种氨基酸人体不能够合成，光谱杂食是上策，暴食不利健康。 4.维生素营养有20多种，脂溶性维生素在肝脏和脂肪中储存；水溶性维生素不能够储存，每天摄入。偏食和食物烹饪不当，容易造成维生素供应短缺。,动物的呼吸过程是不断吸进O2、呼出CO2的过程。,2. 呼吸系统与气体交换,低等无脊椎动物大多数都没有专门的呼吸器官，它们只靠体表与外界环境进行气体交换。,较高等的无脊椎动物开始，已经出现了专门行使呼吸功能的器官。,没有专门呼吸器官的动物是如何呼吸的?,单细胞动物细胞膜与外界交换； 海绵动物通过
8、许多水孔交换； 腔肠动物消化循环合一的腔，直接交换； 扁形动物通过体形压扁扩大面积，进行直接交换； 线形动物和环节动物延长身体，扩大体表面积； 从节肢动物和软体动物开始，有呼吸器官。,呼吸器官与系统的发展,鳃呼吸（水环境） 羽鳃虾、蟹、乌贼 瓣鳃河蚌 书鳃鲎 鱼鳃鱼 肺呼吸（陆地环境） 气管（昆虫）书肺（蜘蛛、）肺与鳃（肺鱼）肺与皮肤（蛙）肺（爬行动物）肺与气囊（鸟）肺（哺乳动物）,人的呼吸系统包括：鼻、咽、喉、气管、支气管、肺等器官。,呼吸系统与气体交换,呼吸运动,3. 动物的循环系统,原生动物无 海绵动物无，水孔系统； 腔肠动物消化循环合一的消循腔； 扁形动物消循合一，但肠分支，延伸组织中
9、； 环节动物具有独立循环系统，消化与循环分开；闭管式循环方式； 节肢动物和软体动物开管式循环方式； 脊椎动物心脏驱动闭管式循环（鱼1心房1心室，单循环体制；两栖2心房1心室，体循环和肺循环；爬行改善，心室底纵膈；鸟2心房2心室，体肺双循环；哺乳动物血液、淋巴循环。）,较原始的无脊椎动物体内没有血液循环系统,纽虫的血管 开放式循环系统 特征是：血液从心脏流入血管，然后流入血腔，内脏浸于血液中；血腔中的血液经过组织间隙，再从另外一端血管流回到心脏。,血液与循环,血液血液循环系统的演化,血液循环就是由肺循环和体循环组成的周而复始的交替过程。,血液与循环,循环系统中血液的循环,血液血液循环系统的演化,
10、封闭的循环系统：血液与间隙体液分开，被限制在血管中循环流动。 鱼类：单循环,两栖类动物：不完全双循环 人类、哺乳动物以及鸟类：完全的双循环,4. 排泄系统,原生动物伸缩泡节律收缩； 腔肠动物消循腔直接排泄； 扁形动物专门排泄系统：焰细胞收集管排泄管； 昆虫马氏管（12束，每束25支盲管，集中开口于肠壁），废物随粪便排出； 环节动物后肾式排泄系统，每节一个肾管（肾口小管膀胱肾孔）； 脊椎动物由前肾中肾后肾进行演化。,陆生动物主要靠控制饮水和失水来调节体内的水盐平衡。 水生动物有调节体内水盐平衡并稳定内环境的特殊机制,水盐平衡和氮的排出,水盐平衡的调节,防止涨大,防止收缩,人和哺乳动物的排泄器官包
11、括肾、输尿管、膀胱和尿道 肾由肾单位、集合管和少量的结缔组织组成。 肾单位是肾脏最基本的功能结构。肾单位包括相互连通的肾小体、弯曲的肾小管以及与之结合的毛细血管网。,排泄系统,肾单位包括相互连通的肾小体、弯曲的肾小管以及与之结合的毛细血管网。 尿在肾单位中的生成过程,排泄,肝脏支持肾的调节功能，可以将NH3转变成尿素通过肾排出体外,男性生殖系统主要由睾丸、附睾、精囊腺、前列腺、尿道球腺、输精管、射精管和阴茎等几部分组成。 睾丸是产生精子的器官，还有内分泌功能。睾丸含有近1 000条曲细精管，精子在附睾内发育成熟并具有生理活性。,5. 生殖系统,女性生殖系统,女性生殖系统主要由卵巢、输卵管、子宫
12、和阴道等共同组成。 卵巢是女性的生殖腺，左右两个卵巢位于腹腔内。卵巢是产生卵细胞的器官，还有分泌雌激素的功能。,女性生殖系统,卵巢的外层皮质中有许多处于不同发育阶段的卵泡，最初期的卵泡中央的一个较大的细胞是初级卵母细胞，它们由卵原细胞分化而来。 在性成熟期，初级卵母细胞完成减数分裂发育成为卵子。,受精与合子形成胚胎发育的开端,雌雄交配是体内受精的动物进行有性生殖的必要步骤。 正常情况下，通过交配，精子与卵融合形成二倍体的受精卵即合子的过程称为受精。,结构与功能的统一构成了与环境相适应的动物个体,结构与功能的适应性也保证和促进了动物与环境之间的化学交换。,每个器官系统都有专门的体内交换表面,具有复杂结构的动物体大部分细胞不与外环境直接接触，依靠内部机构所提供的表面和液体环境来实现与外部环境中化学物质的交换,
