节肢动物的体壁具有一定的硬度,起着相当于骨骼的支撑作用,故称其为外骨骼。 几丁质是含氮的多糖类化合物醋酸酰胺葡萄糖(C32H54N4O21) 几丁质以网格状结构包埋在蛋白质的基质中。
几丁质的物理性质是柔软的,具有一定的弹性和韧性。
几丁质与蛋白质一起组成节肢动物体壁的主要成分。体壁的坚硬程度不是由于几丁质的存在,而是由于蛋白质在酶作用下的鞣化和硬化。
坚硬的外骨骼会限制身体的生长,因此具有蜕皮现象。
1.5 呼吸系统多样性
节肢动物呼吸器官形式多样,随着不同的生态类群而有一系列变化: 1)体壁:低等的小型甲壳动物,如水蚤。
2)鳃:水生甲壳动物在足的基部由体壁向外突起薄膜状的结构,充满毛细血管。如虾、蟹等。 3)书鳃:由足基部体壁向外突起折叠成书页状,有血管分布。为水生种类鲎的呼吸器官。 4)书肺:由体壁向内凹陷折叠成书页状,为陆生的节肢动物蜘蛛、蝎的呼吸器官。
5)气管:由体壁内陷形成分支的管状结构,为陆生节肢动物昆虫、马 陆、蜈蚣等的呼吸器官。气管上无毛细血管分布,是直接将氧气输送到呼吸组织。
节肢动物呼吸系统虽然形式多样性,但都是体壁的衍生物。 ┌水生种类的呼吸器官都是体壁的向外突起 └陆生种类的呼吸器官都是体壁的向内凹陷 呼吸机制有两类:
┌气管系统:直接将氧气输送到呼吸组织,与细胞进行气体交换
└其它类型是呼吸系统都通过毛细血管进行气体交换,再由循环系统完成输送氧气的任务。
1.6 具混合体腔和开管式循环系统 1.6.1 混合体腔
节肢动物的体腔在发育早期也形成中胚层的体腔囊,但在继续发育的过程中,不扩展为广阔的真体腔,而是退化为生殖管腔、排泄管腔和围心腔。
在以后的发育过程中,围心腔壁消失,使体壁和消化道之间的初生体腔与围心腔的次生体腔相混合,形成混合体腔。
混合体腔内充满血液,混合体腔也称作血腔。
1.6.2 开管式循环系统
血液经心脏——→动脉——→血腔——→心孔——→心脏 心脏能自主搏动,血流有一定方向
节肢动物循环系统的复杂程度与呼吸系统的复杂程度有关: ┌呼吸系统简单(局限于身体某一部分),循环系统复杂如虾. │呼吸系统复杂(分 散在全身各部分),循环系统简单,如昆虫. └用体表呼吸的小型节肢动物循环系统消失,如水蚤.
1.7 具两种类型的排泄器官 1.7.1 与后肾管同源的腺体
由后肾管演变而来,如甲壳纲的触角腺、绿腺,蜘形纲的基节腺等.
节肢动物的排泄器官肾口二次性封闭,由腺体部和膀胱部组成。 ——含氮废物经渗透进入腺体部,再由膀胱部排出体外。
1.7.2 马氏管型
昆虫、蜘蛛等以马氏管为排泄器官。
马氏管是由消化道中、后肠交界外的肠壁向外突起形成的管状结构。它直接浸浴在血液中,能大量尿酸等含氮废物,送入后肠后,经肛门排出体外。
2 节肢动物分类
根椐身体的分部、附肢和呼吸器官的类型,现存节肢动物可分为2亚门、6纲:
2.1 原节肢动物亚门
特征:身体不分节,仅有体表环纹。附肢不分节 有爪纲(原气管纲):栉蚕:附肢末端具爪,以气管呼吸。
2.2 真节肢动物亚门 特征:身体分节,附肢分节。
分为5纲:1)肢口纲 2)蛛形纲 3)甲壳纲 4)多足纲 5)昆虫纲
1)肢口纲:鲎
特征:身体分为头胸部和腹部 尾部末节延长为尾剑。 无触角,具头胸甲 头胸部有一对螯肢和脚须 4对步足,足围口而生。 以书鳃为呼吸器官
2)蜘形纲:蜘蛛、蝎、蜱螨 特征:身体分为头胸部和腹部 无触角
头胸部笫1、2对附肢为螯 肢和脚须 具4对足
用书肺和气管呼吸
3)甲壳纲:虾、蟹、水蚤等 特征:身体常分为头胸部、腹部 触角2对,足至少5对 大多具头胸甲 以鳃呼吸
4)多足纲:蜈蚣、马陆 特征:身体分为头部、躯干部 触角1对
躯干部每一体节1-2对足 用气管呼吸
5)昆虫纲:蝴蝶、甲虫、蚊蝇等 特征:身体分为头、胸、腹三部分 具1对触角
胸部有3对足,大多有2对翅 腹部附肢退化
3 昆虫纲
3.1 昆虫纲的主要特征
身体分头、胸、腹三部分腹三部分,有3对足
3.1.1 头部是感觉和取食的中心
头部有1对触角、3对口器附肢、一对复眼和若干单眼 ▲触角:
是重要的感觉器官,有许多感觉器,具触觉、嗅觉功能,还能感受异性的性信息素。 触角由柄节、梗节和鞭节三部分组成。 触角的形态多样,是昆虫分类的重要依椐。
▲单眼和复眼:是昆虫的视觉器官。 大多数昆虫有1对复眼,2-3个单眼
●单眼:结构简单,在一角膜下面有许多视网膜细胞,周围有色素细胞包围。 功能:只能感光,不能成象 ●复眼:由许多六角形的小眼组成
不同的昆虫组成复眼的小眼的数目也不同。 功能:能识别物体的形象,有的昆虫还能辩别颜色
——小眼的结构:每个小眼由角膜、晶锥、视觉细胞、视杆和色素细胞组成。
复眼可分为集光和感光二部分: ●集光部:通过和集合光线
┌角膜:为特化的表皮,无色透明,呈平凹或平凹形为集光器的笫一透镜。 └晶锥:透明的锥状体,由四个晶锥细胞组成,为集光器的笫二透镜。 ●感光部:
┌视杆:由视觉细胞分泌形成,7个视杆集合成视觉柱。视觉细胞与神经相连,能接受和传递视觉信息。 └色素细胞:围在角膜和视杆周围,起隔离光线作用,防止小眼间的光线干扰。
▲ 口器:由头部的3对附肢上颚、下颚、下唇和上唇、舌(属于头壳)组成。
●咀嚼式口器:最原始的口器类型,适合取食固体食物。 上唇:1片 上颚:1对
下颚:1对 下唇:1片 舌
●剌吸式口器:口器的各部分呈针状, 针管适合吸取液体食物。
●虹吸式口器:大部分结构退化,下颚的一部分延长道成管状食物道。不用时盘曲如发条,取食时伸直。
为鳞翅目所特有。适合吸取花蜜。为鳞翅目所特有的口器。
●嚼吸式口器:保留一对上颚,其他部分延长成针状,既能吮吸花蜜,又能咀嚼花粉,为蜜蜂所特有的口器。 ●舐吸式口器:上、下颚退化,下唇延长成喙,端部为唇瓣,上唇和舌组成食物道,为蝇类特有的口器。 ●口器的类型是昆虫分类的重要依椐
3.1.2 胸部是运动中心 昆虫胸部由三节组成:
前胸、中胸和后胸,每一胸节着生一对足。 中胸和后胸往往有一对翅。
▲足:由基节、转节、腿节、胫节、跗节五部分组成。 跗节又可分为若干节。
——足是重要的运动器官。由于生活习性和生活环境不同,足的形状和功能有很大变化。 ▲翅:
一般2对,由中、后胸背部体壁向外扩展而成。
翅是昆虫的飞翔工具,有翅昆虫常有惊人的飞行速度和能力。 翅的有无、质地、形状和数目等都是昆虫分类的重要依椐 如膜翅目:翅膜质,薄而透明,如各种蜂。 鞘翅目:前翅骨质坚硬,如天牛、甲虫等。 鳞翅目:翅面上有鳞片,如蝶、蛾。
半翅目:前翅基部骨质,端部膜质,如各种蝽蟓。 双翅目:前翅膜质,后翅退化成平衡棍。
3.1.3 腹部是营养和繁殖中心
腹部集中了大部分内脏器官,如消化系统、排泄系统,生殖系统等,是昆虫的营养和繁殖中心。 腹部一般由10-11节组成。
成虫腹部无运动器官,附肢大部分退化,部分特化为外生殖器,如雄性的抱握器,雌性的产卵器。 部分昆虫腹部末端附肢形成尾须,是一种触觉器官。
3.2 昆虫的体壁 昆虫体壁由三部分组成:
1)表皮:为上皮细胞向外分泌物构成的非细胞结构,分三层:
上表皮:位于表皮的最外层,很薄,透明,含有蜡质,不含几丁质,可防止水分蒸发和其它水溶性物质的侵入。
外表皮:位于上表皮内面,主要由几丁质和鞣化蛋白组成,质地坚硬。
内表皮:为表皮的最里层,化学组成与外表皮相同,但内表皮的蛋白质尚未鞣化,所以质地柔软,有弹性。 2)上皮层:
为体壁的细胞层,由多角形的单层上皮细胞组成,位于表皮下面。 3)基膜:
为上皮细胞层的内衬,是上皮细胞向内分泌物质形成的无定形颗粒层,肌肉着生在基膜上。
3.3 昆虫的内脏系统(蝗虫)
1)消化系统:由前、中、后肠三部分组成。 前、后肠来源于外胚层,结构与体壁相同。 中肠来源于内胚层,肠壁由柱形上皮细胞组成。
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