動(dòng)物身體的保護(hù)支持和運(yùn)動(dòng)

4動(dòng)物體的生命活動(dòng)4.1動(dòng)物身體的保護(hù)、支持和運(yùn)動(dòng)4.1.1皮膚及其衍生物

皮膚：被覆于動(dòng)物體表面，包括皮膚和所有由皮膚衍生的結(jié)構(gòu)。機(jī)械保護(hù)：損傷、攻擊等屏障保護(hù)：病原生物、水分呼吸排泄調(diào)節(jié)體溫原生動(dòng)物

其保護(hù)性覆蓋是細(xì)胞膜，但有一些特化以提供保護(hù)。(1)

一些種類身體沒有固定的形態(tài)，只有一層很薄的原生質(zhì)膜，因而能使細(xì)胞的原生質(zhì)流動(dòng)而不斷地改變體形（變形蟲）。(2)

多數(shù)的種類有固定的體形，眼蟲由于體表的細(xì)胞膜內(nèi)蛋白質(zhì)增加厚度和彈性形成皮膜（表膜），使身體保持了一定的形狀。但其彈性使身體可以適當(dāng)?shù)母淖冃螤睢?/p>

(3)

一些原生動(dòng)物能分泌一些物質(zhì)形成外殼或能以加固體形：①薄甲能分泌有機(jī)質(zhì)，化體表形成纖表板；②殼能與泌質(zhì)形成褐色外殼；③砂殼能化體表分泌蛋白質(zhì)液，再粘著外界的砂粒形成砂鲞殼；④有的可以分泌碳鹽鈣形成殼。無脊椎動(dòng)物多數(shù)無脊椎動(dòng)物均有一層表皮覆蓋體表。(1)

低等無脊椎動(dòng)物（水螅、渦蟲）表皮僅有一層細(xì)胞；(2)

較復(fù)雜無脊椎動(dòng)物（蛔蟲，蚯蚓）表皮分泌角質(zhì)層作為保護(hù)；(3)

軟體動(dòng)物（河蚌），身體由外套膜覆蓋，其外層的表皮細(xì)胞向外分泌碳酸鈣，形成一個(gè)或兩個(gè)外殼(貝殼)包圍整個(gè)身體，起保護(hù)作用。章魚、烏賊等無外殼，具內(nèi)殼。但外套膜加厚并肌肉質(zhì)化。(4)

節(jié)肢動(dòng)物（蝦.蝗蟲）的體壁為一層上皮細(xì)胞，并由此向外分泌堅(jiān)實(shí)的表皮即外骨骼作為保護(hù)和支持。外骨骼由幾丁質(zhì)、蛋白質(zhì)和一些沉積的鈣鹽組成。（出現(xiàn)了蛻皮現(xiàn)象）。(5)

棘皮動(dòng)物的體壁由表皮層和真皮層構(gòu)成，外面是一層薄的角質(zhì)層，下面一層柱狀上皮，再下面是由結(jié)締組織和肌肉層組成的真皮層，最內(nèi)為體腔膜。脊椎動(dòng)物皮膚由上皮組織的表皮和結(jié)締組織的真皮組成。(1)

保護(hù)機(jī)體免受外傷、細(xì)菌的入侵、紫外線的輻射和防止體內(nèi)水分等物質(zhì)的丟失；(2)

皮膚內(nèi)豐富的感覺神經(jīng)末梢使皮膚成為一個(gè)巨大的感受器；(3)

皮膚內(nèi)的汗腺分泌汗液可調(diào)節(jié)體溫，并排泄部分代謝產(chǎn)物；(4)

兩棲動(dòng)物（青蛙）的皮膚具有氣體交換、輔助呼吸的功能。皮膚衍生物

皮膚衍生物具有保護(hù)、運(yùn)動(dòng)、分泌、排泄等功能。皮膚產(chǎn)生多種衍生物：(1)表皮衍生物：①魚類和兩棲類的粘液腺；②爬行動(dòng)物如蜥蜴的角質(zhì)鱗；③鳥類的羽毛、爪；④哺乳類的毛、蹄、指甲、牛羊角以及發(fā)達(dá)的皮肢腺、汗腺、乳腺、氣味腺。(2)真皮衍生物：硬骨魚類的鱗片（硬鱗、骨鱗）、鰭條、爬行類的骨板、哺乳類的鹿角等。(3)軟骨魚類的盾鱗與脊椎動(dòng)物的牙齒：是由真皮和表皮聯(lián)合形成。皮膚在結(jié)構(gòu)和功能上，從單細(xì)胞到多細(xì)胞、由簡單到復(fù)雜的進(jìn)化過程中經(jīng)歷了相應(yīng)變化。原生動(dòng)物：細(xì)胞膜無脊椎動(dòng)物：表皮為一層細(xì)胞脊椎動(dòng)物：由上皮組織的表皮和結(jié)締組織的真皮組成。保護(hù)和感覺。很多衍生物。哺乳動(dòng)物兩棲動(dòng)物4.1.2骨骼支持系統(tǒng)骨骼：支持動(dòng)物的身體，提供肌肉附著的表面以及保護(hù)體內(nèi)脆弱的器官。

流體靜力骨骼：原生動(dòng)物、蠕蟲、腔腸動(dòng)物等，是一個(gè)由液體充滿的囊，液體不能被壓縮，因而提供了極好的支持，它沒有固定的形狀。

外骨骼：軟體動(dòng)物的外套膜向外分泌形成碳酸鈣成分的外殼。節(jié)肢動(dòng)物具有幾丁質(zhì)外骨骼，肌肉附著在外骨骼的內(nèi)表面。由于身體分節(jié)、外骨骼也是分節(jié)和可活動(dòng)的，在附肢的關(guān)節(jié)處薄而柔韌，使附肢得以運(yùn)動(dòng)。

內(nèi)骨骼：由軟骨和硬骨組成。節(jié)肢動(dòng)物由于身體分節(jié)、外骨骼也是分節(jié)和可活動(dòng)的，在附肢的關(guān)節(jié)處薄而柔韌，使附肢得以運(yùn)動(dòng)。流體靜力骨骼內(nèi)骨骼外骨骼硬骨細(xì)胞間質(zhì)主要是硫酸鈣、磷酸鈣通過血管輸送營養(yǎng)，有神經(jīng)分布軟骨中無血管和神經(jīng)，營養(yǎng)物通過在基質(zhì)中的擴(kuò)散作用到軟骨細(xì)胞(1)原索動(dòng)物的支持結(jié)構(gòu)是脊索。脊索內(nèi)部由富有液泡的脊索泡狀細(xì)胞組成，由于液泡的膨壓使脊索具有一定的彈性和硬度。(2)低等脊椎動(dòng)物中，軟骨是主要的骨骼成分，柔軟而具有彈性。脊椎動(dòng)物的骨骼的演變（3）硬骨魚類和更高等的脊椎動(dòng)物中硬骨為主要支持結(jié)構(gòu)。活動(dòng)的骨骼組織具有3個(gè)重要特性：①不斷生長且不停止功能的執(zhí)行；

②有極好的修復(fù)能力；

③有驚人的適應(yīng)環(huán)境的能力，可以緩慢改變結(jié)構(gòu)和所有含物質(zhì)，以適應(yīng)需求；這些特性保證了生命活動(dòng)的持久性。脊椎動(dòng)物的骨骼的演變魚類：具典型脊柱圓口類：脊椎骨雛形兩棲類：脊柱分化、五趾型四肢爬行類：出現(xiàn)胸廓206塊中軸骨：頭骨脊柱胸骨肋骨附肢骨：四肢骨帶骨4.1.3運(yùn)動(dòng)方式(1)變形運(yùn)動(dòng)：例如變形蟲的運(yùn)動(dòng)方式。偽足的形成由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)微絲的的排列決定，變形蟲內(nèi)有粗、細(xì)二種微絲，類似脊椎動(dòng)物橫紋肌的肌球蛋白絲和肌動(dòng)蛋白絲，偽足內(nèi)微絲滑動(dòng)引起偽足的運(yùn)動(dòng)。(2)鞭毛與纖毛運(yùn)動(dòng)：鞭毛與纖毛外表有一層膜與細(xì)胞原生質(zhì)相連接，膜內(nèi)共有11條縱行的軸絲。鞭毛的擺動(dòng)是對(duì)稱的，包括幾個(gè)左右擺的運(yùn)動(dòng)波，纖毛的運(yùn)動(dòng)呈波狀依次進(jìn)行。變形運(yùn)動(dòng)：偽足由原生質(zhì)的流動(dòng)而形成鞭毛及纖毛運(yùn)動(dòng)肌肉組織：肌細(xì)胞組成，能收縮和舒張，參與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)，并對(duì)體內(nèi)器官有保護(hù)作用。骨骼?。耗苎杆偈湛s心?。菏苤参镄陨窠?jīng)支配平滑肌：收縮有一定的節(jié)律性，受植物性神經(jīng)支配。(3)肌肉運(yùn)動(dòng)肌原纖維：肌小節(jié)肌肉收縮原理粗肌絲：肌球蛋白，位于肌小節(jié)的中部，平行排列成暗帶（A帶）。細(xì)肌絲：肌動(dòng)蛋白60%，一端固定在肌小節(jié)節(jié)兩端伸向肌小節(jié)中部。兩個(gè)相鄰肌小節(jié)的A帶間只有細(xì)肌絲（8納米），形成明帶（I帶）。A帶中部只有粗肌絲（15納米），較明亮（H區(qū)）。每條粗肌絲周圍有6條細(xì)肌絲。粗肌絲上有螺旋形排列突起的橫橋，一圈6個(gè)，正好與六條細(xì)肌絲相接；橫橋處有ATP相接合的位點(diǎn)。肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動(dòng)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露肌動(dòng)蛋白上的結(jié)合位點(diǎn)Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白構(gòu)型改變橫橋與肌動(dòng)蛋白處于解離狀態(tài)（結(jié)合位點(diǎn)被遮蓋）胞質(zhì)內(nèi)[Ca2+]↑橫橋周期：橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合、擺動(dòng)、復(fù)位和再結(jié)合的過程。周期長短決定肌肉的縮短速度胞內(nèi)[Ca2+]↑或↓是引起肌肉收縮和舒張的關(guān)鍵細(xì)肌絲：兩條雙螺旋結(jié)構(gòu)的肌動(dòng)蛋白單體，組合原肌球蛋白和肌鈣蛋白。每條肌原纖維外包著肌質(zhì)網(wǎng)，在A帶和I帶交界處膨大為終池，兩終池間有一橫小管。當(dāng)終池中的Ca離子釋放到達(dá)細(xì)肌絲的肌鈣蛋白并與之結(jié)合，導(dǎo)致其分子結(jié)構(gòu)改變，使原肌球蛋白離開原位，肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白的結(jié)合位點(diǎn)暴露。此時(shí)ATP與肌球蛋白橫橋結(jié)合，橫橋遂與肌動(dòng)蛋白位點(diǎn)結(jié)合，牽引細(xì)肌絲向粗肌絲滑動(dòng)（向A帶中部滑動(dòng)），導(dǎo)致肌小節(jié)縮短，肌肉收縮。受神經(jīng)系統(tǒng)控制。中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的電信號(hào)啟動(dòng)了肌肉動(dòng)作電位，此電信號(hào)沿橫管傳到肌質(zhì)網(wǎng)的終池，使之釋放Ca離子，引起肌肉收縮（神經(jīng)肌肉興奮過程）。所需能量來源是糖及脂肪酸的氧化，直接能量來源于ATP。鞭毛與纖毛運(yùn)動(dòng)機(jī)制：分離鞭毛去除質(zhì)膜保留由微管束組成的鞭毛軸絲，加入ATP，鞭毛的運(yùn)動(dòng)無明顯變化，（動(dòng)力存在于軸絲）；用蛋白水解酶去除某些蛋白與放射狀輻，加入ATP后鞭毛伸長而無擺動(dòng)，最長達(dá)原來長度的9倍；若用高濃度鹽溶液代替蛋白酶，除去軸絲上的位動(dòng)蛋白臂，則鞭毛不能運(yùn)動(dòng)；進(jìn)而加入純化的位動(dòng)蛋白后鞭毛又可運(yùn)動(dòng)。鞭毛運(yùn)動(dòng)中Ca2+起重要的調(diào)節(jié)作用4.2動(dòng)物體的排泄和體內(nèi)水鹽平衡調(diào)節(jié)體液：體內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)、外液體。主要靠將代謝產(chǎn)生的廢物排出體外的排泄和調(diào)節(jié)體液水鹽濃度的平衡機(jī)制保持體液的穩(wěn)定。滲透壓調(diào)節(jié)：動(dòng)物體的滲透壓調(diào)節(jié)主要是指動(dòng)物內(nèi)的水鹽平衡，而體液的滲透壓主要取決于體液中各種鹽類的總濃度。體液的離子組成和滲透壓的穩(wěn)定保證了動(dòng)物體內(nèi)的水鹽平衡。伸縮泡：伸縮泡是原生動(dòng)物調(diào)節(jié)水鹽平衡，同時(shí)也是排泄代謝廢物的細(xì)胞器。細(xì)胞內(nèi)多余的水不斷地透過伸縮泡膜而進(jìn)入伸縮泡，溶于水中的廢物也進(jìn)入伸縮泡。這樣伸縮泡膨脹、直至猛然收縮，將泡內(nèi)的水通過排出管排到體外。伸縮泡的主要功能不是排泄代謝廢物而是調(diào)節(jié)水鹽平衡。4.2.1主要排泄器官(1)無脊椎動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)和排泄器官原腎型排泄器官：扁形動(dòng)物和假體腔動(dòng)物。特點(diǎn)：由外胚層內(nèi)陷形成；排泄系統(tǒng)的開口只在體表，體內(nèi)沒有開口。排泄管分支到器官、組織內(nèi)部，末端為管狀細(xì)胞和帽狀細(xì)胞。保持體內(nèi)體液穩(wěn)定。后腎型排泄器官：由中胚層和外胚層共同發(fā)生形成。后腎一端開口于體腔，另一端開口在體表。環(huán)節(jié)動(dòng)物的腎口具纖毛，可以收集體腔中的代謝廢物。軟體動(dòng)物的后腎一端開口在圍心腔，稱為腎口或內(nèi)腎孔；另一端開口在外套腔內(nèi)，稱為腎孔或外腎孔。馬氏管：昆蟲綱、多足綱。發(fā)生在中腸和后腸交界處的單層細(xì)胞的盲管。分布在混合體腔的血淋巴液中，其滲透作用使水通過管壁與代謝物形成尿。同時(shí)又在馬氏管的后端對(duì)水分和離子進(jìn)行重吸收。4.2.1.3脊椎動(dòng)物的排泄器官脊椎動(dòng)物典型的排泄器官由腎臟、輸尿管、膀胱和尿道幾部分組成。腎臟的結(jié)構(gòu)：從外到內(nèi)依次分為：皮質(zhì)、髓質(zhì)和腎孟3部分。皮質(zhì)：位于外側(cè)，厚2-3mm，紅褐色，可見顆粒狀結(jié)構(gòu)（腎小體）。腎小囊、近曲小管和遠(yuǎn)曲小管位于皮質(zhì)內(nèi)。髓質(zhì)：位于內(nèi)側(cè)，色淺，具放射狀紋。髓袢的大部和集合小管的大部分位于髓質(zhì)部分。腎盂：輸尿管起始處，膨大呈漏斗狀。腎盂連接輸尿管。從腎臟排出的尿匯集在腎盂處，再經(jīng)輸尿管連續(xù)進(jìn)入膀胱。腎臟腎單位：是腎的結(jié)構(gòu)和功能單位，位于腎的皮質(zhì)和髓質(zhì)內(nèi)

腎單位腎小體腎小管：腎小球腎小囊膀胱：

是一個(gè)肌肉質(zhì)的囊，位于腹腔下部。當(dāng)膀胱貯存尿達(dá)到一定量時(shí)，膀胱壁上的平滑肌和上皮受到壓迫，刺激了神經(jīng)未捎，使動(dòng)物產(chǎn)生“尿感”，排尿時(shí)，膀胱肌內(nèi)收縮，尿道開口處的括約肌松馳，尿被壓入尿道而排出。蛋白質(zhì)除供生長發(fā)育外，多余部分釋放出氨基，轉(zhuǎn)化為糖原或脂肪后在細(xì)胞中貯存，或進(jìn)入三羧酸循環(huán)被氧化。放出的氨基則轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮NH4+排出體外。動(dòng)物的代謝廢物主要是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2和蛋白質(zhì)等分解產(chǎn)生的含氮廢物。CO2由動(dòng)物呼吸系統(tǒng)負(fù)責(zé)排出。而NH3、尿素、尿酸等含氮廢物則是由排泄系統(tǒng)排出。4.2.2排泄的一般機(jī)理4.2.2.1動(dòng)物的排泄機(jī)理后腎：腎管按體節(jié)排列，結(jié)構(gòu)為體腔內(nèi)開口的腎口，窄管、寬管、膀胱、腎孔。腎口一端有纖毛，開口于體腔。腎口后為盤曲細(xì)長的腎管，末端膨大通到體表的排泄孔。腎口纖毛將含尿素、氨等代謝廢物的體腔液送入腎管。腎管上密布毛細(xì)血管，細(xì)管部分可與管壁上的毛細(xì)血管直接進(jìn)行物質(zhì)交換，血液中的代謝廢物滲入腎管，同時(shí)血液也從腎管回收水分及其他有用物質(zhì)。無脊椎動(dòng)物馬氏管：向管內(nèi)分泌K+、Ca2+、Mg2+等離子及小分子有機(jī)物，主動(dòng)吸收造成馬氏管內(nèi)與血淋巴之間離子的濃度差。馬氏管的滲透作用使水通過管壁與代謝物形成尿,后端重吸收水分和離子，后腸重吸收水及Na+、K+等離子，并進(jìn)入血淋巴，不能被吸收的大分子物質(zhì)形成尿酸，尿液中的pH值從6.8-7.5降為3.5-4.5，含氮廢物成為尿酸結(jié)晶，經(jīng)后腸從肛門排出。尿是從血液中來正常人一天的濾出液約為180L，是身體全部液體量的4倍半。濾出液中有葡萄糖和氨基酸等，在腎小管和集合小管中進(jìn)行重吸收、分泌和濃縮后形成尿。腎小管內(nèi)壁上有增加吸收面積的微絨毛，加強(qiáng)了成尿的效率。脊椎動(dòng)物近曲小管：重吸收濾出液中的葡萄糖、氨基酸、維生素和大部分氯化鈉被腎小管的上皮細(xì)胞重吸收，并轉(zhuǎn)移到附近血管中。遠(yuǎn)曲小管：血液中K+、H+、NH4+、HCO3-等離子從此分泌到濾出液中。血液酸度升高→H+轉(zhuǎn)移到濾出液中；血液的酸度降低時(shí)→HCO3-及其他能與H+結(jié)合的離子移到濾出液中，最終由腎排出。集合管：濃縮濾出液。髓袢可逆濃度梯度交換→形成Na+的濃度梯度；水從濾出液中排出→濾出液濃縮。

人體約125L濾出液經(jīng)濃縮產(chǎn)生1L尿。尿的形成包括三個(gè)環(huán)節(jié)：腎小球的濾過作用；腎小管和集合管的重吸收作用；腎小管和集合管的分泌作用。4.2.2.2水生動(dòng)物的一般排泄方式(1)NH3的分子較小，易溶于水。水生動(dòng)物尿中的含氮廢物主要是NH3

。(2)

水生動(dòng)物代謝產(chǎn)生的NH3可直接通過細(xì)胞膜透過體表而溶于外界水中，也有一部分NH3被水稀釋，毒性減弱后從排泄系統(tǒng)排出。4.2.2.3陸生動(dòng)物的一般排泄方式(1)陸生哺乳類動(dòng)物代謝產(chǎn)生的氨主要以尿素形式排出。尿素是氨經(jīng)氧化而生成的產(chǎn)物，易溶于水，且毒性較少，可在體內(nèi)停留較長時(shí)間積累到較高濃度時(shí)才被排出，而不致使中毒。(2)另一類陸生動(dòng)物（爬行類、鳥類）代謝產(chǎn)生的是尿酸，是將氨轉(zhuǎn)化為不溶于水的尿酸而排出的方式。(3)排泄物除了氨、尿素、尿酸外，還有一些排泄物為氧化三甲基胺，鳥嘌呤等含氮化合物。4.2.3水鹽平衡調(diào)節(jié)陸生動(dòng)物：

陸生動(dòng)物靠飲水和防止體表失水份，以及上述不同類型的代謝產(chǎn)物來調(diào)節(jié)體液的水鹽平衡。動(dòng)物防止水分散失的外部結(jié)構(gòu)有角質(zhì)層、無脊椎動(dòng)物的外骨骼以及鱗、羽、毛等。海洋無脊椎動(dòng)物體液大多和海水等滲，其代謝廢物可從體表排出，海生的變形蟲無需伸縮泡來調(diào)節(jié)細(xì)胞的含水量。生活在半咸水環(huán)境中，它們的排泄器管將滲入的過多的水排出體外，而排泄的尿總是和血液等滲的，這樣就使動(dòng)物