1、无脊椎动物的呼吸无脊椎动物的呼吸器官结构与功能演器官结构与功能演化及其与循环系统化及其与循环系统演化的关联演化的关联 小组成员小组成员:解冠芳解冠芳.貌达貌达.段遇段遇.彭飞彭飞.杨笛杨笛 无脊椎动物呼吸系统的演化无脊椎动物呼吸系统的演化 无脊椎动物循环系统的演化无脊椎动物循环系统的演化 呼吸与循环的关系呼吸与循环的关系 呼吸系统的演化呼吸系统的演化 总论总论 呼吸系统呼吸系统 动物体在新陈代谢过程中要不动物体在新陈代谢过程中要不断消耗氧气，产生二氧化碳。机体与外界断消耗氧气，产生二氧化碳。机体与外界环境进行气体交换的过程称为呼吸。气体环境进行气体交换的过程称为呼吸。气体交换地有两处，一是交换
2、地有两处，一是 外界与呼吸器官如肺、外界与呼吸器官如肺、腮的气体交换，成肺呼吸或腮呼吸（或外腮的气体交换，成肺呼吸或腮呼吸（或外呼吸）。另一处由血液和组织液与机体组呼吸）。另一处由血液和组织液与机体组织、细胞之间进行气体交换（内呼吸）织、细胞之间进行气体交换（内呼吸）海绵动物和腔肠动物海绵动物和腔肠动物 扁形动物和线虫动物扁形动物和线虫动物 环节动物环节动物 软体动物软体动物 节肢动物节肢动物 棘皮动物棘皮动物 海绵动物和腔肠动物海绵动物和腔肠动物 海绵动物没有专门海绵动物没有专门的呼吸器官，所有的呼吸器官，所有细胞均靠水沟系统细胞均靠水沟系统的水流直接带来氧的水流直接带来氧并带走二氧化碳。并
3、带走二氧化碳。腔肠动物没有专门腔肠动物没有专门的呼吸器官，借体的呼吸器官，借体壁和溶于水中的氧壁和溶于水中的氧进行气体交换进行气体交换 扁形动物和线虫动物 扁形动物和线虫动物扁形动物和线虫动物无呼吸系统，呼吸是无呼吸系统，呼吸是靠体表借渗透作用从靠体表借渗透作用从水中获得氧，并将二水中获得氧，并将二氧化碳排到水中氧化碳排到水中,寄寄生种类为厌氧呼吸生种类为厌氧呼吸.对于这些个体较小、结对于这些个体较小、结构较原始、代谢的水平构较原始、代谢的水平较低的动物而言，其扩较低的动物而言，其扩散距离短，相对表面积散距离短，相对表面积大，通过扩散能满足气大，通过扩散能满足气体的需要。体的需要。线虫线虫 涡
4、虫涡虫 环节动物环节动物 环节动物的呼吸可通环节动物的呼吸可通过体表和疣足进行，过体表和疣足进行，水生种类用鳃呼吸水生种类用鳃呼吸 例：蚯蚓通过皮肤进例：蚯蚓通过皮肤进行呼吸行呼吸,通过分泌黏液通过分泌黏液保持皮肤长久湿润保持皮肤长久湿润.一一旦氧通过扩散作用进旦氧通过扩散作用进入皮肤入皮肤,会被带至体内会被带至体内各部位各部位.疣足疣足 软体动物软体动物 器官：软体动物的呼吸通器官：软体动物的呼吸通过体壁突起的鳃和外套膜过体壁突起的鳃和外套膜进行进行.进步意义进步意义:鳃是水生动物的最鳃是水生动物的最有效的呼吸器官，它可以扩大有效的呼吸器官，它可以扩大呼吸表面，鳃丝中的微血管血呼吸表面，鳃丝
5、中的微血管血流动和水流方向相反。这种逆流动和水流方向相反。这种逆向流动有利于气体交换。向流动有利于气体交换。简介：简介：水中生活的软体动物，水中生活的软体动物，都具有由外套腔内壁皮肤伸张都具有由外套腔内壁皮肤伸张而成的鳃，称为栉鳃。原始种而成的鳃，称为栉鳃。原始种类的栉鳃左右成对，位于外套类的栉鳃左右成对，位于外套腔中，每鳃具有一条由肌肉、腔中，每鳃具有一条由肌肉、漏斗及活瓣的协调活动，使新漏斗及活瓣的协调活动，使新鲜的水不断流过鳃。鲜的水不断流过鳃。陆生种类无鳃陆生种类无鳃,而且以外套膜而且以外套膜形成的肺进行呼吸形成的肺进行呼吸 鳃鳃 鳃鳃 鳃瓣鳃瓣 鳃内腔鳃内腔 鳃杆鳃杆 鳃小孔鳃小孔
6、节肢动物节肢动物 节肢动物的呼吸器官包括鳃节肢动物的呼吸器官包括鳃(虾虾)、书鳃、书鳃(鲎鲎)、书肺、书肺(蜘蜘蛛蛛)、气管、气管(昆虫昆虫)、气管鳃、气管鳃(幼虫幼虫)以及体表以及体表 气管开口于体表的可关闭的气管开口于体表的可关闭的气门，往体内不断细分，不气门，往体内不断细分，不经过循环系统直接将氧气运经过循环系统直接将氧气运输到细胞的线粒体旁边，非输到细胞的线粒体旁边，非常有效的一套呼吸系统。常有效的一套呼吸系统。书肺也叫书肺也叫“肺囊肺囊”，蜘蛛，蜘蛛，蝎一类动物特有的呼吸器官。蝎一类动物特有的呼吸器官。在蜘蛛腹部前方两侧，有一在蜘蛛腹部前方两侧，有一对或多对囊状结构，叫气室，对或多对
7、囊状结构，叫气室，气室中有气室中有15152020个薄片，由个薄片，由体壁褶皱重叠而成，像书的体壁褶皱重叠而成，像书的书页，因而叫书页，因而叫“书肺书肺”。当。当血液流过书肺时，与这里的血液流过书肺时，与这里的空气进行气体交换，吸收氧空气进行气体交换，吸收氧气，同时排出二氧化碳、完气，同时排出二氧化碳、完成呼吸过程。成呼吸过程。鳃鳃 气管气管 书鳃书鳃 足鳃足鳃 书肺书肺 棘皮动物棘皮动物 棘皮动物的呼吸是棘皮动物的呼吸是通过管足和皮腮完通过管足和皮腮完成。成。例：海胆口附近有鳃，例：海胆口附近有鳃，海星的管足和皮鳃有海星的管足和皮鳃有呼吸作用。海参体内呼吸作用。海参体内的呼吸树充满水，这的呼
8、吸树充满水，这些水是由肛门进入排些水是由肛门进入排泄腔，当排泄腔收缩泄腔，当排泄腔收缩时将海水压入呼吸树，时将海水压入呼吸树，经管进行气体交换。经管进行气体交换。管足管足 进化趋势 低等无脊椎动物：从原生到环节，无专门呼吸低等无脊椎动物：从原生到环节，无专门呼吸器官，常以体表通过渗透作用进行气体交换器官，常以体表通过渗透作用进行气体交换.高等无脊椎动物：水生种类用鳃、书鳃呼吸；高等无脊椎动物：水生种类用鳃、书鳃呼吸；陆生种类用气管、书肺呼吸。陆生种类用气管、书肺呼吸。由体表呼吸由体表呼吸 呼吸器官的发生呼吸器官的发生 呼吸器官由体表呼吸器官由体表 体内，减少了受损伤的可能性体内，减少了受损伤的
9、可能性 呼吸器官结构逐渐复杂，呼吸面积逐渐增大呼吸器官结构逐渐复杂，呼吸面积逐渐增大 呼吸辅助结构逐渐完善化，提高了气体交换率呼吸辅助结构逐渐完善化，提高了气体交换率 呼吸调节机制逐渐发展呼吸调节机制逐渐发展 循环系统的演化循环系统的演化 总述 单细胞动物直接从外界摄取生命所需的氧气、营单细胞动物直接从外界摄取生命所需的氧气、营养物质、并直接向外界排出代谢废物。养物质、并直接向外界排出代谢废物。原生动原生动物和简单多细胞动物中的细胞仍然直接与周围环物和简单多细胞动物中的细胞仍然直接与周围环境进行物质交换。随着较大型复杂动物的产生和境进行物质交换。随着较大型复杂动物的产生和进化，进行物质交换的细
10、胞与外界距离增大，需进化，进行物质交换的细胞与外界距离增大，需要一个运载系统的帮助。要一个运载系统的帮助。循环系统就是动物循环系统就是动物运载运载系统系统，它将呼吸器官得到的氧气、消化器官获取，它将呼吸器官得到的氧气、消化器官获取的营养物质、内分泌腺分泌的激素等运送道身体的营养物质、内分泌腺分泌的激素等运送道身体各组织细胞，又将身体各组织细胞代谢产物运送各组织细胞，又将身体各组织细胞代谢产物运送到具有排泄功能的器官排出体外到具有排泄功能的器官排出体外。此外，循环系。此外，循环系统还维持机体内环境的稳定、免疫和体温的恒定。统还维持机体内环境的稳定、免疫和体温的恒定。循环系统分为循环系统分为心血管
11、系统心血管系统和和淋巴系统淋巴系统。海绵动物、腔肠动物和扁形动物海绵动物、腔肠动物和扁形动物 消化管起着循环的作用消化管起着循环的作用 海绵动物、腔海绵动物、腔肠动物和扁形肠动物和扁形动物没有专门动物没有专门的循环系统，的循环系统，通过消化循环通过消化循环腔起着循环的腔起着循环的作用作用 纽形动物纽形动物 最早出现最早出现“循环系统循环系统”的是三胚层无体腔的是三胚层无体腔的纽形动物的纽形动物。纽形动物没有体腔，体壁内。纽形动物没有体腔，体壁内充满了实质。虽然出现了充满了实质。虽然出现了“循环系统循环系统”，但是血管实际上是实质中围有一层薄膜的但是血管实际上是实质中围有一层薄膜的空隙，没有心脏
12、。血管中液体的流动方向空隙，没有心脏。血管中液体的流动方向不确定。可以看出纽形动物的与具有发达不确定。可以看出纽形动物的与具有发达真实体腔动物的循环系统是完全不同的。真实体腔动物的循环系统是完全不同的。纽虫的纽虫的 循环系统循环系统 是是“闭管式闭管式”的，通常包括背的，通常包括背血管和两侧血管，这三条血管前后都是相连的，血管和两侧血管，这三条血管前后都是相连的，它们又分枝构成它们又分枝构成“微血管微血管”网。血液只在血管内网。血液只在血管内流动，除少数种类有血红素外，一般纽虫的血液流动，除少数种类有血红素外，一般纽虫的血液是无色的，借体表与周围的水交换气体。血液流是无色的，借体表与周围的水交
13、换气体。血液流动的动力依赖于身体的运动。动的动力依赖于身体的运动。软体动物软体动物 软体动物循环系软体动物循环系统是开管式循环，统是开管式循环，但头足类为闭管但头足类为闭管式循环。式循环。开管式循环系统开管式循环系统血流阻力大，循血流阻力大，循环效率低。闭管环效率低。闭管式循环系统效率式循环系统效率高可以满足快速高可以满足快速运动的需要运动的需要 心脏心脏 血管 闭管式 开管式开管式 前动脉前动脉 后动脉 心脏 环节动物环节动物 真体腔的出现产生了真体腔的出现产生了血管，环节动物开始血管，环节动物开始有了真正的循环系统有了真正的循环系统 进化意义：进化意义：闭管式闭管式循环系统循环系统与开管式
14、循与开管式循环系统相比可以更有环系统相比可以更有效效,迅速的完成营养迅速的完成营养物质和代谢产物的输物质和代谢产物的输送送.环节动物血液里环节动物血液里有呼吸色素可以更有有呼吸色素可以更有效地输送氧效地输送氧 腹血管腹血管 如蚯蚓循环系统是闭管式的，如蚯蚓循环系统是闭管式的，血液是按一定方向流动。蚯蚓的血液是按一定方向流动。蚯蚓的血管主要有三条。血管主要有三条。背血管背血管 位于消化管的背面正位于消化管的背面正中，血流方向从后向前。中，血流方向从后向前。腹血管腹血管 位于消化管的腹面正位于消化管的腹面正中，血流方向从前向后。中，血流方向从前向后。神经下血管神经下血管 位于腹神经索的位于腹神经索
15、的下面，血流方向从前往后。下面，血流方向从前往后。背血管背血管 神经下血管神经下血管 心脏心脏 节肢动物节肢动物 由于节肢动物由于节肢动物是一种混合体腔，是一种混合体腔，他们的循环系统他们的循环系统全部是全部是“开放式开放式”的。的。节肢动物的循环系统无论简单还是比较复杂，他们的节肢动物的循环系统无论简单还是比较复杂，他们的血液与淋巴合在一起称为血淋巴，并且都有相当部分血液与淋巴合在一起称为血淋巴，并且都有相当部分是再混合中流动。即内脏浸浴在血淋巴之中。是再混合中流动。即内脏浸浴在血淋巴之中。大多数昆虫的循环系统不需要运输氧气，如果用开管大多数昆虫的循环系统不需要运输氧气，如果用开管式则血压太
16、大，附肢折断时易大出血式则血压太大，附肢折断时易大出血 蝗虫的循环 棘皮动物棘皮动物 棘皮动物的循环系统比较特殊，具棘皮动物的循环系统比较特殊，具有各自独立的血系统和包在血系统有各自独立的血系统和包在血系统之外的围血系统之外的围血系统 血系统包括一套与血管系统相应的血系统包括一套与血管系统相应的管道。管道中有液体，背囊有搏动管道。管道中有液体，背囊有搏动能力。围血系统是体腔的一部分，能力。围血系统是体腔的一部分，形成围绕在血系统之外的一套窦隙形成围绕在血系统之外的一套窦隙 小结 低等无脊椎动物无循环系统低等无脊椎动物无循环系统 初级循初级循环系统开始出现环系统开始出现 随着次生体腔的形随着次生体腔的形成，出现了真正的循环器官成，出现了真正的循环器官 开管式循环器官：具有开管式循环器官：具有“心脏心脏”和和不完整的血管系统。不完整的血管系统。血流阻力大，血流阻力大，循环效率低，血压很低循环效率低，血压很低 闭管式循环器官：具有心脏和完整的血闭管式循环器官：具有心脏和完整的血管系统。血流速度快，循环效率高。管系统。血流速度快，循环效率高。呼吸呼吸与循与循环对环对比比 海绵海绵动物动物 腔肠
