湖北師范學院生物系

緒論

主講:顧勇5/27/20231本課程學習的主要參考書任淑仙.無脊椎動物(上、下)陳品健.動物生物學．科學出版社,20013江靜波等.無脊椎動物學（第三版)．高等教育出版社，1995楊安峰.脊椎動物學(第二版).

北京大學出版社，1992顧宏達.基礎動物學.復旦大學出版社.1992蔡益鵬等譯.動物生物學.精要速覽系列.北京:科學出版社,2000陳小麟.動物生物學（第3版）.高等教育出版社，2005劉凌云、鄭光美.普通動物學(第三版).

揚秀平.動物生理學(面向21世紀課程教材).

2002王玢,左明雪.人體及動物生理學（第二版）.

20015/27/20232學習中可能用到的期刊雜志《動物學雜志》,中國科學院北京動物所編《動物學報》,中國科學院北京動物所編《動物學研究》,中科院昆明動物所編《昆蟲學報》,中國科學院北京動物所編《昆蟲知識》,中國科學院北京動物所編《水生生物學報》,中科院水生所編《中國實驗動物學報》,醫(yī)科院實驗動物研究所編《四川動物》,四川動物學會編《獸類學報》,中科院西北高原生物所編《動物科學與動物醫(yī)學》,天津市畜牧局編5/27/20233第一節(jié)什么是生命

一、生命的本質生命的本質是物質生命運動是最高級、最復雜的物質運動形式二、生命的基本特征（一）嚴整有序的多層次結構生物大分子→細胞器→細胞→組織→器官→系統(tǒng)→有機體（生物體）→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈5/27/20234嚴整有序的多層次結構

1．在不同水平的結構層次之間，下一個層次是上一層次的結構成分2．高度有序性3．每個層次嚴整有序的結構，使每一層次都具有它自身的性質或運動規(guī)律4．每個層次又與其它任何一個層次的運動規(guī)律有緊密的聯(lián)系5/27/20235是維持生物體一切生命活動過程中一系列化學變化的總稱。同化作用——合成自身物質，貯存能量→建造自身（合成代謝）物質代謝能量代謝（ATP）異化作用——分解自身物質，釋放能量→破壞自身（分解代謝）是矛盾統(tǒng)一的過程是生物體自我更新的過程特點:1、大多數(shù)反應由酶催化（1）具嚴格的順序性和連續(xù)性,有條不紊的進行（2）在體內較溫和（常溫、常壓、pH近中性）條件下進行2、代謝活動具有靈敏的調節(jié):神經調節(jié)和體液調節(jié)(二、)新陳代謝(metabolism)5/27/20236生長—生物體重量增加，體積增大的現(xiàn)象。發(fā)育—在生物體生活史中，其構造和機能要經過一系列的變化，才能由幼體形成一個與親體相似的成熟個體，然后經過衰老而死亡，這個總的轉變過程叫發(fā)育。繁殖—生物經過生長發(fā)育，到一定大小和一定程度時，就能產生與自身相似的新個體的現(xiàn)象。繁殖是生物在種族上的自我復制、自我更新(三)、生長(growth)、發(fā)育(development)和繁殖（reproduction）→生物的個體發(fā)展

5/27/20237(四)、遺傳(heredity)、變異(variation)和

進化(evolution)

遺傳——保持物種的相對穩(wěn)定和外界環(huán)境(外因)生物類型間的區(qū)別進化變異——使物種得到改造和發(fā)展自然選擇(內因)生物種族發(fā)展史生物的多樣性5/27/20238生命世界的多樣性和生命本質的一致性，是一個辨證的統(tǒng)一生命運動是最高級最復雜的物質運動形式生命體是充滿對立統(tǒng)一關系的客體(五)、感應性（應激性，irritability）

生物都具有對刺激發(fā)生反應的能力（特性）(六)、生命本質的高度一致性5/27/20239第二節(jié)生物的分界及動物在其中的地位地球上生活著的生物約有200萬種，但每年還有許多新種被發(fā)現(xiàn)，估計生物的總數(shù)可達2000萬種以上。(另說:目前已鑒定的約200萬種，約2000-2500萬種待發(fā)現(xiàn)）對這么寵大的生物類群，必須將它們分門別類進行系統(tǒng)的整理，這就是分類學的任務。

界(Kingdom)5/27/202310全球主要生物類群的物種數(shù)生物類群 已描述的物種數(shù)（萬種） 估計存在的物種數(shù)（萬種） 病毒 0.4 40 細菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生動物 4.0 20 藻類 4.0 40 高等植物27.0 32 線蟲 2.5 40 甲殼動物 4.0 15 蜘蛛類 7.5 75 昆蟲 95.0 800 軟體動物7.0 50 脊椎動物 4.5 5 其他 11.5 25 總計 175.0（其中動物約125萬）1362

5/27/202311生物的分界及動物在其中的地位1、二界系統(tǒng)公元前300多年，古希臘的亞里士多德將生物分為二界：植物界和動物界代表人物:林奈(CarlvonLinné),1735:是瑞典植物學家、冒險家，首先構想出定義生物屬種的原則，并創(chuàng)造出統(tǒng)一的生物命名系統(tǒng)。依據(jù):生物能否運動5/27/202312生物的分界及動物在其中的地位2、三界系統(tǒng)1866年德國生物學家赫克爾（E.Haeckel）提出三界分類系統(tǒng)：

原生生物界：單細胞動物、細菌、真菌、

多細胞藻類

植物界：

動物界：代表人物:霍格(J.Hogg)，1860赫克爾(E.H.Haeckel)，1866依據(jù):光鏡應用許多單細胞生物兼有動物和植物的特性5/27/202313生物的分界及動物在其中的地位3、四界系統(tǒng)原核生物界(Monera)原始有核界(Protoctista):藻類、黏菌、真菌、原生動物后生植物界(Metaphyta)后生動物界(Metazoa)代表人物:考柏蘭(H.F.Copeland)，1938依據(jù):電鏡技術的發(fā)展，揭示細菌、藍藻結構與其它生物顯著不同原核生物和真核生物概念的提出5/27/202314生物的分界及動物在其中的地位4、五界系統(tǒng)：原核生物界：細菌、立克次體、支原體、藍藻原生生物界：單細胞的原生動物、藻類真菌界：真菌（從植物界分離出來）植物界：動物界：代表人物:惠特克(R.H.Whittaker)，1969依據(jù):電鏡技術和生化知識細胞結構的復雜程度及營養(yǎng)方式被廣泛使用至90年代

5/27/202315生物的分界及動物在其中的地位5/27/202316生物的分界及動物在其中的地位生命進化經歷的重要階段第一階段：非細胞階段第二階段：從非細胞到原核細胞第三階段：從原核生物到真核生物第四階段：從單細胞真核生物到多細胞真核生物五界系統(tǒng)反映了生物進化的三個階段和多細胞生物階段的三個分支5/27/202317生物的分界及動物在其中的地位5、三總界六界系統(tǒng)非細胞生物總界病毒界原核生物總界細菌界藍藻界真核生物總界植物界真菌界動物界代表人物:陳世驤，1979依據(jù):反映非細胞生物階段5/27/202318生物的分界及動物在其中的地位6、六界系統(tǒng)原核生物界(Monera古細菌界(Archaebacteria)原生生物界(Protista)真菌界(Fungi)植物界(Plantae)動物界(Animalia)代表人物:R.C.Brusca,19905/27/202319生物的分界及動物在其中的地位7、八界系統(tǒng)分界：

古細菌界(Archaebacteria)真細菌界(Eubacteria)古真核生物界(Archezoa)原生生物界(Protista)藻界(Chromista)真菌界(Fungi)植物界(Plantae)動物界(Animalia)代表人物:T.Cavalier-Smith,19895/27/202320第三節(jié)動物學及其分科

動物學(Zoology)——是研究動物的形態(tài)結構、分類、生命活動與環(huán)境的關系以及發(fā)生發(fā)展的規(guī)律的科學。（一）依研究內容的不同分動物形態(tài)學

——研究動物體內外機體的形態(tài)和結構以及變化規(guī)律.解剖學、比較解剖學、組織學、細胞學、古生物動物分類學——研究動物類群之間彼此相類似的程度,親緣關系,進化過程,發(fā)展規(guī)律.動物生理學——研究動物體的生活機能(消化等),機能的變化,對環(huán)境的反應.動物生態(tài)學——研究動物的生活規(guī)律及其與環(huán)境中非生物因子的相互關系.動物胚胎學、動物地理學、動物遺傳學5/27/202321動物學及其分科

（二）依研究對象的不同分無脊椎動物學、脊椎動物學、原生動物學、寄生動物學、軟體動物學、甲殼動物學、昆蟲學、魚類學、鳥類學、哺乳動物學（三）依研究重點和服務范疇的不同分理論動物學、應用動物學、醫(yī)用動物學、資源動物學、畜牧學、桑蠶學、水產學、仿生學仿生學(bionics)——研究生物各系統(tǒng)的結構性質,能量轉換,信息過程,并將所獲得的知識用來改善現(xiàn)有的或模擬生物的器官,創(chuàng)造新儀器設備.5/27/202322第四節(jié)研究動物學的目的意義動物資源的保護：野生動物保護動物資源的合理利用：養(yǎng)蠶、養(yǎng)蜂、禽畜飼養(yǎng)、水產養(yǎng)殖等有害動物的控制：農林業(yè)有害動物控制、醫(yī)學昆蟲的防治、人體寄生蟲的防治促進醫(yī)學生物學的發(fā)展：人也是一種有智慧的高等動物，動物生命活動的基本規(guī)律也同樣適用于人類。動物生物學研究有利于改善人類的膳食營養(yǎng)、疾病防治，促進健康長壽，探索人類起源等。改善人類生活質量：動物是生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，動物生態(tài)學研究有利于解決人口膨脹、環(huán)境污染、資源短缺等重大社會問題，改善人類生活環(huán)境。5/27/202323動物學戰(zhàn)略地位的重要性⑴動物是在自然界中適應、生存和進化發(fā)展的，它的發(fā)展變化與宇宙、地球和自然環(huán)境有密切的關系。因而動物學的研究必然要借助于宇宙學、地學和植物學等學科的研究成果，而在研究動物的進化和分布中所得到的資料，亦可用來驗證這些學科的研究成果。⑵動物的進化和人類的起源是人們關心的兩個重要課題。動物的進化是動物學本身探討的問題，如達爾文關于物種起源的觀點就包括了他在這一領域的許多研究成果。人自身說到底也是動物中的一種。人類要了解自身的起源、演變、生存和今后的前景，都離不開動物學的研究。5/27/202324動物學戰(zhàn)略地位的重要性⑶保存、保護和恢復地球生態(tài)系統(tǒng)是當前全球為之奮斗的一個目標。動物學的研究可為環(huán)境檢測提供有價值的資料。保護環(huán)境、保護包括動物物種在內的生物多樣性已成為保護人類自身的一個不可分割的課題。⑷動物作為食物、飼料、工業(yè)原料、藥材、害蟲天地、傳粉媒介、觀賞和裝飾物在人類物質和精神生活中成為不可缺少的財富，動物資源的持續(xù)利用是人類賴以生存的一個重要因素。隨著地球上資源的日益短缺，對動物這一再生資源的保護和合理利用已成為一個公認的重要課題。為解決這一難題，需要加強動物學的研究。保護生物學這一新興學科隨即應運而生。動物學是農業(yè)科學（包括林業(yè)科學、畜牧學、動物醫(yī)學、蠶桑學、水產學等）的基礎學科之一，動物學的發(fā)展對推動農業(yè)科學的進步顯然有重要意義。5/27/202325動物學戰(zhàn)略地位的重要性⑸醫(yī)學的發(fā)展始終與動物學的發(fā)展伴隨而行。動物解剖學、發(fā)育生物學生理學、內分泌學、病理學、免疫學、寄生蟲學和動物流行病學不但為動物醫(yī)學同時也為人體醫(yī)學提供重要資料。許多醫(yī)學中的難題和藥物亦必先以動物為材料進行試驗或探索，而動物學的研究又為這些探索提供基本的知識。甚至動物的休眠、疾病自愈、動物進化的自然選擇原則均對醫(yī)學有一定的啟示。動物學還為動物活性物質的研究和開發(fā)提供信息，如用于抗血凝的螞蝗的蛭素、用于醫(yī)治偏癱的蝮蛇的抗栓酶、治療癲癇的蝎毒中的抗癲癇肽等。雖然深入一步的工作屬于生物化學和醫(yī)學范疇，但必須有動物學研究的配合。⑹動物中奇特的結構、功能或行為，包含著令人感興趣的許多生命奧秘，已經并將繼續(xù)為仿生學提供新課題，推動包括物理、化學幾軍事科學中某些領域的發(fā)展。5/27/202326動物學戰(zhàn)略地位的重要性動物學與幾乎所有生命和非生命科學中的領域有這樣或那樣的聯(lián)系。從對人類生存和生活的關系看，動物學又是解決環(huán)境、資源、疾病預防和治療中許多問題的基礎。人類進步有賴于動物科學的不斷發(fā)展。5/27/202327第五節(jié)動物學發(fā)展簡史動物生物學的發(fā)展歷史大體上可以劃分為四個階段：描述性動物學階段；實驗生物學階段；分子生物學階段；生物學多學科交叉階段。5/27/20232819世紀前：描述性動物學階段希臘的亞里士多德(Aristotle公元前384—前322)在動物學方面的主要著作有《動物自然史》、《動物的組成部分》、《動物的繁殖》等。他認識了520多種動物，并首次運用了“屬”genus和“種”species作為分類的范疇，因此被認為是系統(tǒng)分類學的先驅，他的工作被看作是動物學作為一門學科正式創(chuàng)立的開始。1735年瑞典的林奈（Linnaeus,C.1707—1778）的《自然系統(tǒng)》（NaturalSystem）一書，創(chuàng)立了綱、目、屬、種、變種五個分類階元和“雙名法”。5/27/20232919世紀前：描述性動物學階段中國古代動物學史歷史悠久、豐富精湛、學用結合、比西方早，但是近代動物學研究薄弱。公元前3000多年，我們的祖先就知道養(yǎng)蠶和飼養(yǎng)家畜。公元前2000年就有了記述動物方面的著作《夏小正》，“五月浮游出現(xiàn)，十二月螞蟻進窩”《詩經》（公元前1100）提到鳥類77次，如鳩、雞、鷺、鶴、鸛、鴛鴦等，為最早記載鳥類的古籍。5/27/20233019世紀前：描述性動物學階段中國古代動物學史《爾雅》（作者不詳）是出自秦和西漢時期（約在公元前200）的辭典性著作，精辟定義鳥獸等動物，如“二足而羽謂之禽，四足而毛謂之獸”。遠溯西周(公元前1027)的《爾雅》一書，有釋蟲、魚、鳥、獸及畜等五章，可算是動物研究的最早記錄秦、漢時期(公元前221年)，產生“五行”和“四靈”動物分類法。魏、晉、南北朝(約220—-580)時，已開始編撰動、植物圖譜5/27/20233119世紀前：描述性動物學階段中國古代動物學史稽含著的《南方草木狀》記載有廣東柑農利用黃驚蟻撲滅柑橘害蟲的事例------這是世界上第一個利用天敵撲滅害蟲的典范。隋唐、五代時期(約581—959)，陳藏器的《本草拾遺》詳記了魚的分類及不少其他動物名稱。宋、元(約960一1367)和明、清(約1368—1911)時期，博物學大有進展，除通志外，還有?？Ｃ鞒顣r珍（1518——1593）的《本草綱目》（1596年出版）列有動物400種，分隸于蟲、鱗、介、禽、獸等類型。5/27/202332實驗生物學階段19—20世紀30年代：

1838—1839年，兩位德國學者施萊登（Schleiden，M.J.1804—1881）和施旺（Schwann,T.1810—1882）創(chuàng)立了細胞學說，1859年英國的達爾文（Darwin,C.R.1809—1882）在《物種起源》（TheOriginofSpecies）一書創(chuàng)立了進化學說。1876年英國的華萊士（Wallace,A.R.1823—1913）寫出的《動物的地理分布》（Thegeographicaldistributionofanimals）是動物地理學發(fā)展的一個標志。5/27/202333實驗生物學階段奧地利的孟德爾（G.Mendel，1822—1884）以豌豆的雜交試驗發(fā)現(xiàn)其后代相對性狀遵循一定比例，即遺傳學的兩個基本規(guī)律——分離律和自由組合律；美國的摩爾根（T.H.Morgan，1866—1945）等人以果蠅為材料，研究發(fā)現(xiàn)了連鎖、互換和伴性遺傳規(guī)律，并把遺傳學和細胞學結合起來，確立和發(fā)展了染色體遺傳學說。摩爾根等人把遺傳因子命名為“基因”（gene），因此染色體遺傳學說又稱基因學說。5/27/202334分子生物學階段20世紀30—60年代，研究集中于生命本質密切相關的生物大分子，即蛋白質、核酸和酶等方面。美國的華特生（JamesWatson）和英國的克立克（FrancisCrick）合作，于1953年闡明了DNA分子雙螺旋結構，獲得諾貝爾獎。5/27/202335生物學多學科交叉階段20世紀70年代以來，分子生物學的突破性成就和引入物理學、化學、計算機科學的概念、方法和技術，生命科學各個領域取得了巨大進展。宏觀生命科學——生態(tài)學研究生態(tài)系統(tǒng)的物質和能量流動。生態(tài)學的理論和知識正在為解決人口膨脹、環(huán)境污染、資源短缺等重大社會作出積極貢獻。微觀生命科學——基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質工程等新技術，逐步應用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農林牧漁、食品、化工和能源等領域，對人類社會將產生深遠的影響。5/27/202336中國的動物學的發(fā)展、研究現(xiàn)狀20世紀20年代開始建立動物學的研究機構，同時在大學開設生物學系培養(yǎng)動物學研究人才。1928年，建立北平研究院動物研究所。1929年在南京建立中央研究院自然歷史博物館，1934年改為動植物研究所，1944年分別獨立為動物研究所和植物研究所。私立研究機構有：1922年設立在南京的中國科學院生物研究所，1928年在北京的靜生生物調查所以及1930年在四川的西部科學院。1934年成立中國動物學會。5/27/202337新中國成立后，動物學的教學和研究有了迅速的發(fā)展

（1）50-60年代期間，各高校和有關研究機構培養(yǎng)了大批的動物學人才。（2）80年代以來，眾多學者出國合作研究和深造，不少人帶回學術新思想、新理論和新技術。（3）經過多年的努力，高校和研究所配備了部分的先進儀器設備，逐步開展一些動物生物學的基礎、前沿以及學科交叉性的研究。但就總體而言，我國的動物生物學基礎仍然薄弱。人才、設備、經費與發(fā)達國家仍無法相比，尚須努力趕超世界先進水平。5/27/202338動物學的發(fā)展趨勢動物學由于分子生物學、生態(tài)學及相關研究方法和技術的滲透和應用，而使研究的范圍向微觀和宏觀兩個方向展開，形成了從基因—細胞—器官、器官系統(tǒng)—個體—種群—群落與生態(tài)系統(tǒng)等多個層次的分支學科。學科的滲透和研究工作在不同層次的展開，使傳統(tǒng)動物學的界限變得模糊。5/27/202339動物學的發(fā)展趨勢動物學分子生物學生態(tài)學……細胞——————器官系統(tǒng)個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)微觀宏觀形成交叉學科：保護生物學、仿生學等●●5/27/202340動物分類學（taxonomy）或系統(tǒng)分類學（systematicbiology）動物生物學的研究離不開對研究對象（物種）的正確鑒定；此外地球上還有眾多物種未被認識和鑒定；哪些物種是特定生態(tài)系統(tǒng)的關鍵種，需要加以保護？動物之間的演化關系如何？各國的發(fā)展趨勢是：分類鑒定工作結合生物多樣性或生物進化研究，并趨向于使用多種方法（數(shù)值分類、分子系統(tǒng)學），加快建立物種庫。5/27/202341生物多樣性（biodiversity）生物多樣性（biodiversity）：從宏觀和微觀兩個方向，了解現(xiàn)在生存的生物多樣性（遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性）和分布格局，解釋其在生物進化過程中是如何形成的，需要從生態(tài)學、遺傳學、細胞學、分子生物學、古生物學、動物地理學、地質學等多學科的廣泛介入。最終目的是保護生物多樣性。生物多樣性保護是各國政府和科學家關注的一個重要課題。5/27/202342動物的功能生物學（functionalbiology）動物的功能生物學（functionalbiology）:即動物的解剖學、生理學和行為學等特點在整體功能上的相互一致。動物的生存及其基因能夠得以傳遞，取決于它們具有一套適應環(huán)境變化的功能系統(tǒng)。在自然選擇過程中，不同類群的動物產生出特定的功能系統(tǒng)，具有不同的身體結構、行為方式和棲息環(huán)境等（進化設計或稱為生活對策），解決它們所面臨的生存和繁衍問題。5/27/202343動物的功能生物學（functionalbiology））功能生物學所研究的問題已不再是停留在回答“what”（一般性的描述)，而是要解答“why”或“how”。例如：研究動物的取食已不再停留在回答某種動物取食什么，而是更側重于回答為什么該動物要取食這些食物，其食性為什么比其它動物廣或窄，其取食對策在進化過程中是如何產生或得以保留。5/27/202344動物學工作者的必備條件要作為一個動物生物學工作者，首先必須對動物有興趣，對動物的生命活動感興趣；動物生物學工作者的興趣必須與實踐活動相結合，經常到大自然、生產實際中觀察、研究動物，發(fā)現(xiàn)新問題；能夠將不同層次或領域的思想、理論、技術綜合起來，用于探索動物的整體結構和機能等問題。5/27/202345第六節(jié)動物學的研究方法和基本觀點一、基本生物學觀點：1動態(tài)地注意形態(tài)和功能的統(tǒng)一。2生物體對環(huán)境的適應。3整體和局部之間的相互關系。4有機體各層次之間的聯(lián)系。5個體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育的統(tǒng)一。5/27/202346動物學的研究方法和基本觀點二、研究方法

1.描述法描述動物外形特征,內部結構,生活習性等.描述即將觀察的結果如實地記錄下來。包括：文字描述繪圖（生物圖）攝影、攝像、儀器記錄5/27/202347動物學的研究方法和基本觀點2.比較法不同動物系統(tǒng)比較,例如,哺乳動物七個頸椎.沒有比較就沒有鑒別沒有比較就無從揭示生命的統(tǒng)一性和多樣性之間的關系。沒有比較無法處理生物界從簡單到復雜，從低等到高等的大量材料。只有通過對不同種屬動物從宏觀的形態(tài)結構到微觀的細胞、分子水平的比較，才能對有關動物學的各種問題進行研究并得到正確的結論。

5/27/202348動物學的研究方法和基本觀點3.實驗法控制條件,對動物觀察,生態(tài)習性等.實驗是在人為地干預、控制所研究對象的條件下對動物生命現(xiàn)象進行觀察研究的方法。5/27/202349第七節(jié)動物分類的基本知識一、分類依據(jù)以動物形態(tài)上或解剖上的相似性和差異性的總和為基礎.包括：形態(tài)學特征細胞學特征生化及分子生物學特征5/27/202350動物分類的基本知識二、分類等級

動物界(KingdomAnimal)門(phylum)脊索動物門(PhylunChordata)亞門(Subphylum)脊椎動物亞門(SubphylumVertebrata)總綱(Superclass)綱(Class)哺乳綱(ClassMammalia)亞綱(Subclass)真獸亞綱(SubclassEutheria)總目(Superorder)目(Order)靈長目(OrderPrimates)亞目(Suborder)類人猿亞目(SuborderAnthropoidea)總科(Superfamily)(-oidea)科(Family)(-oidea)人科(FamilyHomonidae)亞科(Subfamily)(-inae)屬(Genus)人屬（GenusHomo）亞屬(Subgenus)種(Species)人種(Speciessapienes)亞種(Subspecies)學名：Homo