动物的形态与功能

6脊椎动物的结构与功能7营养与消化8血液与循环9气体交换与呼吸10内环境的控制11免疫系统与免疫功能12内分泌系统与体液调节13神经系统与神经调节14感觉器官与感觉15动物如何运动16生殖与胚胎发育第2篇动物的形态与功能上皮组织：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皮，其功能各不相同。按细胞层数上皮组织可分为单层上皮和复层上皮。按照细胞的形状可分为扁平上皮、立方上皮和柱状上皮等几种。6.1动物的结构层级6.1.1动物的组织6脊椎动物的结构与功能结缔组织：由蛋白纤维、基质及分散其中的细胞构成。细胞间基质由氨基多糖和蛋白多糖组成。结缔组织是动物体中分布广泛、种类最多的一类，具有连接、支持、保护、防御、修复和运输等功能。包括疏松结缔组织、（脂肪组织、血液）致密结缔组织（纤维结缔组织、软骨组织和骨组织）。肌肉组织：由成束的具收缩能力的长形肌细胞构成。肌细胞的收缩是由其胞质中的纵向排列的肌原纤维实现的，肌肉组织的功能是维持机体和器官的运动。肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌3种类型。骨骼肌——负责身体由意识支配的运动。平滑肌——分布于消化管、膀胱、血管壁和其他内脏器官中。心肌——能够自动、有节律地收缩，不受意识支配。第一节神经组织：神经组织由神经元和神经胶质细胞构成。结构和功能单位是神经细胞即神经元。每个神经元都含有细胞体（含细胞核）和数条长短不等的突起（树突和轴突）。细长的神经轴突和树突又称为神经纤维。神经纤维的末端是神经末梢。感觉神经末梢和运动神经末梢是两种不同生理功能的神经末梢，分别具有感受器和效应器的作用。器官是由多种组织构成的特定形态结构，每一种器官完成与其形态特征相适应的生理功能。器官水平的功能源于组织的相互协调作用，相互协调作用是动物界各体系所有层次水平中的基本特征。在功能上相关联的一些器官联合在一起，分工合作完成某种生命必需的功能，这种比器官更高层次上的结构单元称为系统或器官系统。一般脊椎动物主要器官系统包括骨骼系统、皮肤系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、淋巴及免疫系统、排泄系统、内分泌系统、神经系统、肌肉系统和生殖系统。6.1.2器官6.1.3系统皮肤系统由皮肤及其衍生物如毛发、指甲组成,其主要功能是保护身体内部免受机械损伤、防止感染、保持体温等。骨骼系统的主要作用是支持身体，同时兼有保护作用。头颅容纳并保护大脑，胸廓保护肺和心脏。皮肤系统和骨骼系统消化系统：由消化管和消化腺两部分组成，完成食物的摄取、消化和吸收。食物由口腔进入，经过食管到达胃，消化作用主要在胃和小肠中进行。肝参与物质代谢、糖原贮存、血糖调节、解毒和防御等。呼吸系统：是人体与外界环境进行气体交换的场所。它为血液提供氧气，同时排出细胞新陈代谢的终产物—CO2。循环系统：系指心血管系统，由心脏、血管和血液3部分组成，其主要功能是物质运输。淋巴系统和免疫系统：进攻外来异物、病原微生物，从而保护人体免受侵害。排泄系统：排出废物，对于维持机体的水盐平衡、保持内环境稳定具有重要作用。内分泌系统：分泌的激素进入血液，并运送到全身各处，从而影响特定的生理活动，调节诸如消化、生长、生殖、心率和水盐平衡以及各种新陈代谢活动等。神经系统：与内分泌系统共同协调人体的活动。肌肉系统：使得人体得以随意运动，对周围环境作出灵活的反应，并可以改变面部的表情。生殖系统：产生生殖细胞，繁殖后代，延续种族。生殖器官还具有内分泌功能，可产生激素，调节发育。6.2动物的结构与功能对生存环境的适应普遍现象动物的多样性决定了各种动物的结构与功能千差万别。动物为适应自然的选择，产生了各种各样的形态特征。人类仿造生物特别是动物的形态结构特征设计制造有用的物品和工具，形成了专门的学科——仿生学。7营养与消化动物属于异养生物，自身不能合成营养物质，只有从外界摄取有机与无机物质作为营养才能维持生存和生长。糖类、脂肪和蛋白质既是维持生命代谢的能源，又是动物个体生长发育的原料。而维生素、矿质元素和水等则对维持细胞和组织的功能至关重要。只有按比例平衡合理地摄入适量的糖类、脂肪、蛋白质、维生素、矿质元素和水等，才会正常发育生长。一、营养动物的营养除了要提供维持生命活动所需要的能量外，还要提供各种氨基酸作为原料，用以合成动物细胞的主要成分——蛋白质。必须从食物中补给必需氨基酸。维生素也是哺乳动物和人体不能自己合成的小分子有机物。矿质元素不仅是构成动物体某些组织器官的重要成分，而且对于完成动物的生理功能也是必需的。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。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。二、消化人体的消化系统由消化管和消化腺组成。消化管的主要部分是口、舌、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门。消化腺包括唾液腺、胰腺和肝。食物进入口腔时，口腔内的牙齿、舌和唾液腺便开始行使各自的消化功能。食管和气管的开口都在咽部。食管括约肌收缩关闭食管时，气管便开通进行呼吸；当下咽食物时，小食团进入咽部，引发条件反射，导致食管括约肌舒张，食物便进入食管。与此同时，喉头向上移动，抵住气管上的会厌软骨，阻止食物进入气管。食物进入食管后，喉头又会向下移动，使气管重新开通。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等。胃通过反复收缩运动，碾磨搅拌食物形成酸性食糜，胃蛋白酶原被胃酸激活形成胃蛋白酶，后者水解蛋白质，产生多肽和氨基酸。胃酸能杀死食物中的细菌，胃酸进入十二指肠和小肠后还会促进胰液、肠液和胆汁的排放。小肠的形态结构特点非常适合完成营养吸收功能。在小肠中这些食糜中的大分子又进一步被彻底分解，形成单体小分子，然后在小肠内透过小肠黏膜被吸收进入血液。食物经消化分解形成的葡萄糖、氨基酸等小分子物质穿过绒毛上皮细胞后进入毛细血管，然后再汇集到直接通向肝的血管，血液将食物分子输送到肝。肝可以把多种营养物质转换成机体所需的新物质，而且还具有调节蛋白质代谢、血糖浓度、脂肪的分解和转换等许多重要功能。肝有贮存营养物质、解毒、吞噬衰老的红细胞、产热等重要功能。营养物质经肝作用后通过血液循环输送到心脏，心脏再将含有营养物质的血液送到身体的各个部位。大肠是消化管的最后一段，主要功能是吸收水分，使经过消化和吸收后的剩余废物经大肠固化并形成粪便，再经由大肠蠕动传送至肛门，最终排出体外。食肉动物（狮子）与食草动物（牛）的食物不同，它们消化系统的结构就有很大差别。动物在适应环境的长期进化过程中出现了两种基本类型的循环系统：开放式与闭管式。8血液循环系统血液主要由血浆、红细胞、白细胞与血小板组成。血液中的红细胞、白细胞与片状的血小板都来源于骨髓中的造血干细胞。一、血液的结构和功能血液中存在着血小板和纤维蛋白原，它们能在血管破损时，共同形成凝块，堵住损伤的血管缺口，从而起到一定的止血作用。人红细胞表面带有的抗原物质称为凝集原，凝集原有A和B两种类型。脊椎动物都具有一个由心脏和血管网组成的封闭式循环系统，血液与间隙体液分开，被限制在血管中循环流动。循环系统和心脏的演化。人类、哺乳动物和鸟类的循环系统是完全的双循环，心脏分化达到了最高水平。人体的循环系统由心脏和血管所组成。在心脏的推动下，血液在血管中按一定的方向不断地流动，血液从心脏流入动脉，再经静脉流回心脏，称为血液循环。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。二、哺乳动物的心脏血管系统人体的血管分为动脉、小动脉、静脉、小静脉和毛细血管等。静脉是血液流回心脏的血管，动脉是血液从心脏外流的血管。毛细血管是血管中最纤细的部分，它们联结着小动脉和小静脉，血液与周围组织的物质交换就是通过致密细小的毛细血管来进行的。心脏是一个由心内膜、心肌层和心外膜组成的中空的肌肉性器官。心内膜突入心脏形成瓣膜，瓣膜控制着心脏内血液流动的方向。心肌的自主性收缩和舒张引起心脏有节律的收缩和舒张，产生了心搏。人的心脏分为左心房、左心室、右心房、右心室4个腔室，通过这4个腔室的同步搏动和相关瓣膜的控制，来自肺部含氧丰富的动脉血流入左心房和左心室，静脉中缺氧（带二氧化碳）的静脉血则流入右心房和右心室。血液对血管壁施加的压力称为血压。随着心脏的搏动，血液的压力造成动脉有节律地拉紧和放松，这就是我们平时感觉到的脉搏。血压的大小部分取决于左心室每次压入动脉的血量，还部分取决于血管对血流的阻力。人体的血压和血液的流速在靠近心脏的主动脉处最高，在血液进入小动脉处急剧下降。血压降低到接近零的静脉血是如何回到心脏的呢？哺乳动物的静脉都被骨骼肌所包围，这些肌肉随着身体的运动可以不断地挤压静脉，同时大静脉中还有许多控制血液单向流到心脏的瓣膜，两者的共同作用，导致了静脉血向心脏回流。从原生动物到环节动物，低等无脊椎动物大多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。而从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。这些呼吸器官是由表皮演变而来的。9气体交换与呼吸陆生脊椎动物的呼吸包含了3个重要阶段：①吸气时，鼻腔或口腔吸进的O2通过呼吸道进入肺泡；呼气时，CO2从肺泡经呼吸道通过鼻腔或口腔排出体外。②气体通过血液循环系统运输，即O2从肺泡扩散到血管内并由血红蛋白携带，通过血液流动从肺部输送到全身各组织，同时，血液把组织中的CO2运送到肺部。③全身各组织细胞从血液中吸收O2，O2参与细胞氧化食物分子获得能量，这一过程所产生的废物——CO2被释放到血液中，最终排出到体外。一、动物的呼吸系统人的呼吸系统包括：鼻、咽、喉、气管、支气管、肺等。鼻、咽、喉、气管和支气管是气体进出肺的通道，统称为呼吸道。肺是人的气体交换器官，肺泡是实现气体交换功能的基本结构单位。进入肺泡的O2首先溶于上皮细胞表面润湿的水膜中，再通过上皮细胞扩散进入肺泡周围的毛细血管网，CO2则反向扩散。二、人体内的气体交换过程呼吸是气体吸入和呼出的交替运动。吸气时，肋间外肌收缩，胸部肋骨上升，胸腔随之扩张，横膈肌下移，如此便增大了胸腔的体积，造成肺的扩张和肺内气压小于外界气压，使空气吸入肺内；呼气时则相反，肋间外肌放松，胸部肋骨下移，胸腔底部横膈肌上移，胸腔恢复到原来位置，肺体积随之缩小，气体被迫排出到体外。大部分的O2都与血液红细胞中的血红蛋白结合，运输到全身各处。血红蛋白与O2结合很不稳固，当外界O2含量高时，血红蛋白就与氧形成氧合血红蛋白，当外界O2含量低时，氧合血红蛋白就释放氧并恢复到血红蛋白原状。血红蛋白与氧的亲和力还随pH的变化而改变。细胞代谢产生的CO2也具有调节血红蛋白携带或释放O2的作用。在血液中，由CO2产生的HCO3-还是血液缓冲体系的重要组成部分，对于维持血液pH的相对稳定发挥了重要作用。呼吸作用主要受中枢神经系统和血液中化学物质的调节和自动控制。人体的呼吸调节中枢位于脑桥和延髓中。延髓呼吸调节中枢通过神经信号控制保持了呼吸节律的平稳。脑桥和延髓的呼吸调节中枢还可以根据血液中的pH变化对呼吸作用进行调控，大动脉还具有氧传感器。代谢废物排出体外的过程称为排泄，它是一个需要消耗能量的过程。哺乳动物的排泄途径包括呼吸排出CO2、出汗和由肾排出尿液等。通过肾以尿液的形式排出的代谢废物主要是含氮废物。10内环境的控制排泄系统人和哺乳动物的排泄器官包括肾、输尿管、膀胱和尿道。密布毛细血管的外层称为肾皮质，内部称肾髓质。血液由肾动脉进入，过滤后由肾静脉离开肾。肾由肾单位、集合管和少量的结缔组织组成。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。肾小体位于肾皮质部分，由杯囊状的肾小囊及其所包裹的由毛细血管网构成的肾小球所组成。在肾小管的近曲小管、远曲小管以及与后者连通的集合管中，滤出液经过“重吸收”、“分泌”和“浓缩”3个步骤被加工处理成尿液。肝支持肾的调节功能，可以将NH3转变成尿素，为肾的进一步处理做