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生物竞赛脊椎动物各器官系统进化顺序比较


脊椎动物各器官系统进化顺序 比较

一、外形
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水生 ? 纺锤形 ? 鳍(偶鳍从鱼类出现) 陆生 ? 颈出现 ? 五趾型附肢 ? 中耳、外耳、眼脸、瞬膜、嘴形(与取食有 关、肉质唇) ? 肛后尾:退化趋势 陆生脊椎动物重新入水后,体型似鱼(次生现象)

二、皮肤及其衍生物 表皮

:外胚层 ? 真皮:中胚层
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比较
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文昌鱼:单层柱状上皮(与无脊椎相同 ? 而不同于脊椎)冻胶状真皮、 ? 单细胞腺; ? 圆口类:皮肤裸露、多层上皮组成表皮、 ? 真皮薄、单细胞腺; ? 鱼 类:表皮真皮均为多层上皮,无角 ? 质化,有单、多细胞腺;

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两栖类:皮肤裸露,角质化程度低,富有多

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细胞腺体,真皮加厚;
爬行类:角质化程度明显,缺少腺体,真皮 较薄,被角质鳞片或真皮骨板; 鸟 类:皮肤薄,缺乏腺体,角质层薄,被 表皮角质化的羽,真皮薄,皮肤与 肌肉联结不紧;

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哺乳类:表皮和真皮厚,表皮角质层

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发达,富有腺体,表皮衍生
物有毛、角、爪、蹄、甲 等,功能多。 洞 角:真表皮共同衍生 实 角:真皮骨化

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变化趋势
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表皮 ? 单层细胞为多层细胞 ? 不角质化→轻微角质化→高度角质化 腺体 ? 由单细胞腺→多细胞腺 ? 表皮→陷入真皮 真皮 ? 薄→厚(鸟是例外) 外骨骼:无→真皮鳞→裸露→被角质鳞、 角质楯(外)骨板(中)→羽、毛

三、骨骼
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软骨:圆口类、软骨鱼、高等动
物的胚胎和成体部分骨骼

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硬骨:软骨性硬骨、膜性硬骨

组成
中轴骨骼 头骨 脊柱、肋骨和胸骨
附肢骨 肩带、上肢骨 腰带、下肢骨

进化趋势 软骨→硬骨 骨片数目多→少
膜性硬骨退化消失

骨片连接 不紧密→紧密→愈合
较大的变形以适应生活方式

头骨
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保护脑与头部感觉器官 脑颅:圆口类与软骨鱼为软骨性脑颅、

从硬骨鱼开始不同程度的硬骨化、并加
入膜性硬骨;
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咽颅:围绕消化道前端、起保护和支持 咽、舌、鳃的作用。

原始种类为7对咽弓,演变情况见表
咽弓 第一对 (颌弓) 第二对 (舌弓) 软骨鱼 (上颌)腭方 软骨 硬骨 鱼 两栖类 爬行及鸟 类 哺乳类

方骨 关节 骨
舌颌 骨 舌骨 鳃弓

方骨
关节骨 耳柱骨 舌骨 大部分退 化 舌喉和气 管的软骨

方骨
关节骨 耳柱骨 舌骨 消失、剩 余 舌喉和气 管的软骨

砧骨
锤骨 镫骨 舌骨 部分变 成支持

(下颌)麦氏 软骨
舌颌软骨 其他舌软骨 第1~5对鳃 弓 (软骨)

第三~七对 (鳃弓)

(硬 骨)

颌弓与脑颅的连接方式
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双接式:麦氏软骨和舌颌软骨与
脑颅相连 舌接式:舌颌软骨与脑颅相连 自接式:麦氏软骨和舌颌软骨都

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不与脑颅相连

脊柱
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椎骨的类型 ? 双凹型:鱼类、低等两栖和爬行类 ? 前凹型或后凹型:部分两栖类、爬行类 ? 异凹型——鸟类 ? 双平型——哺乳类

椎体的分化
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文昌鱼:脊索 圆口类:脊索、有神经弧雏形 鱼 类:躯干椎、尾椎 两栖类:颈椎(一枚)、躯干椎、荐椎(一枚)、 尾椎 爬行类:颈、胸、腰、荐、尾 鸟 类:颈椎数目多、胸、腰、荐、尾多愈 合 哺乳类:哺乳类颈椎7枚。颈、胸、腰、尾 第一颈椎(寰椎)从两栖类出现 第二颈椎(枢椎)从爬行类开出现

肋骨和胸骨
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鱼类有肋骨、两栖类有胸骨、爬行类开 始有胸廓; 鱼类是体椎、爬行、鸟类、哺乳类胸椎 与肋骨相连,两栖类退化 从两栖类开始出现胸骨 从爬行类开始有胸廓(由胸椎、肋骨、胸 骨组成) 鸟类有龙骨突

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带骨和肢骨
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偶鳍从鱼类开始 两栖类开始有成对附肢 肩带:软骨鱼是环形软骨棒 硬骨鱼为6块骨片(肩胛骨,乌喙骨,上乌喙 骨,匙骨,上匙骨,下匙骨)。肩带与头骨相 连(头的活动受到限制、而心脏得到保护) 从两栖类起肩带的软骨性硬骨为肩胛骨,乌喙 骨,前乌喙骨,后由锁骨(膜性骨)代替前乌 喙骨。肩带不与中轴直接相连、而是通过肌肉 和韧带连于脊椎 鸟类适应飞翔肩带有较大变化(V型) 哺乳类以肩胛骨为主

腰带(变化较小)
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软骨鱼为软骨棒、硬骨鱼为无名骨 鱼类的腰带不与脊椎相连(无荐椎的分化) 陆生需支持体系:从两栖类开始均由软骨 性硬骨的坐、耻、髂骨组成、与荐椎直接 相连

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鸟类为开放性骨盆
哺乳类三块骨愈合(坐、耻、髂骨)

前、后肢骨
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鱼类:基鳍骨、辐鳍骨以后与鳍相比变 成多支点杠杆运动

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从两栖类开始基本结构一致——五趾形 附肢(穴居的蚓螈、蛇退化) 鸟类前肢演化成翼、后肢有跗跖骨、趾 骨等 哺乳类四肢移到腹侧、鲸变成鳍、蝙蝠 前肢变成翼

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四、肌肉
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体肌:横纹肌(骨骼肌、随意肌) 脏肌:平滑肌(不随意肌)心肌 圆口类、鱼类基本保持原始分节现象 从两栖类开始,分节现象逐渐消失,形态 和功能分化明显,出现四肢肌肉 从爬行类开始产生肋间肌如皮肤肌 鸟类与飞翔的肌肉发达、有提板肌和鸣肌 哺乳类具膈肌、皮肌发达

五、消化
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功能:摄取、分解和吸收营养物质 消化作用有3种:物理的,化学的,微生物 的(分泌纤维素酶) 消化系统
? 消化道
? 消化腺

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消化道
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口腔:从鱼类开始有颌器、有真
正的牙齿、从哺乳类开始有肉质 唇、异形齿 从两栖类开始有唾液腺、从哺乳 类有口腔消化,牙齿由外、中胚 层形成与软骨鱼盾鳞同源。

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牙齿的进化趋势(鸟类无齿)
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从同型齿——异型齿 由多生齿——再生齿 由端生齿(或侧生齿)——槽生齿 由数量多而不定——数量少而恒定 咽
? 水生咽部有鳃 ? 陆生胚胎时也有鳃裂、以后演变成支

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气室、扁桃体、甲状旁腺、胸腺等

食道和胃
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文昌鱼和无颌类无食道与胃的分化 鱼类开始出现胃(与颌的出现,捕食能 力加强有关) 鸟类有嗉囊、腺胃、肌胃之分,反刍类 有4个胃(瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃) 原始脊椎动物只有肠上皮产生酶、以后 发展到胃(如胃蛋白酶)只有哺乳类从 口腔的唾液腺产生酶

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文昌鱼、无颌类、鱼类的肠无明显分化 两栖类开始有大、小肠之分 爬行类开始出现盲肠 鸟类直肠短 哺乳类肠分化最明显(小肠:十二指肠、 空肠、回肠组成,大肠:结肠、直肠组 成)

泄殖腔孔
软骨鱼、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类 的单孔类只有泄殖腔
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圆口类、硬骨鱼、哺乳类有尿殖孔和肛门

消化腺
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文昌鱼、圆口类还没有突起的消 化腺 鱼是肝、胰脏未分开 两栖类开始有突起的肝、胰脏, 有口腔腺、无消化作用 哺乳类开始有口腔消化(物理、 化学)

六、呼吸
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水生:鳃,陆生:肺 鳃:位于咽部(鳃裂是脊索动物三大特征之一) 胚胎是于原肠前部内、外相对陷入打通。

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水生动物:终生存在、两栖动物幼体时有功能 陆生动物:仅胚胎出现、以后演变成其他结构 鳃裂数目由多——少、文昌鱼数十对、圆口类 7对、软骨鱼大多5对、硬骨鱼4对
肺:与鳔同源 理由:从发生上看均来自原肠等腹面的突起

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总鳍鱼、肺鱼的鳔有呼吸作用,具内鼻 孔,肺鱼有肺循环的雏形,某些硬鳞鱼 可吞咽空气入鳔、起辅助呼吸作用、鳔 的结构似肺。

进化趋势
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肺交换气体面积逐渐扩大,呼吸方式逐渐完善 两栖类: 无胸廓、吞咽式呼吸、皮肤有呼吸作 用 爬行类:开始有胸廓 鸟 类:有气囊、双重呼吸、肺交换气体面积 大,静止时,以肋骨升降来改变胸廓 容积,飞翔时靠气囊的伸缩 哺乳类:有肌肉质膈、可进行胸式呼吸和腹式 呼吸,呼吸道和消化道逐渐分开。

两栖类是开始出现内鼻孔 爬行类开始出现次生腭 哺乳类形成突起的次生腭、会厌软骨

七、循环
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组成:血液、心脏、血管系统、淋巴系统 ? 文昌鱼:无心脏,仅为可搏动的腹大动脉 ? 圆口类:一心房一心室、静脉窦 ? 软骨鱼:静脉窦、一心房一心室、动脉圆锥 ? 硬骨鱼:静脉窦、一心房一心室 ? 两栖类:静脉窦、二心房一心室、动脉圆锥 ? 爬行类:静脉窦、二心房一心室 ? 鸟 类: 二心房、二心室 ? 哺乳类:二心房、二心室

循环方式
? ? ?

鱼类:单循环(心脏内为缺氧血)
两栖类,爬行类:不完全双循环

鸟类、哺乳类:完全双循环(新
陈代谢水平提高的重要条件——

恒温)

动脉弓的变化
胚胎期 第一对动脉 弓 软骨鱼 消失 硬骨鱼 消失 两栖类 消失 爬行类 消失 鸟类 消失 哺乳类 消失

第二对动脉 弓
第三对动脉 弓

第一对鳃 消失 动脉

消失

消失

消失

消失

第二对鳃 第一对鳃 颈动脉弓 颈动脉弓 颈动脉弓 颈动脉弓 动脉 动脉

第四对动脉 弓
第五对动脉 弓 第六对动脉 弓

第三对鳃 第二对 动脉 鳃动脉
第四对鳃 第三对 动脉 鳃动脉

体动脉弓 体动脉弓 右体动脉 左体动脉弓 弓
消失 消失 消失 肺动脉 消失 肺动脉

第五对鳃 第四对鳃 肺皮动脉 肺动脉 动脉 动脉

静脉系统
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类:前后主静脉入总主静脉入静脉窦,腹腔血

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回流入肝门静脉、身体后部血回流入肾门
静脉,分别入后主静脉. 两栖类:前后主静脉被前后大静脉代替,身体后部 的血仍需经过肝门和肾门静脉. 爬行类:基本同两栖类,肾门静脉开始退化、部分

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血直接入后大静脉.
鸟 类:基本同爬行类,肾门静脉进一步退化,大 部分血不流入肾门静脉. 哺乳类:肾门静脉完全退化,具奇静脉和半奇静脉 为低等动物两条后主静脉的遗迹.

淋巴系统
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为一种血液回流的辅助装置包括:淋巴液、淋 巴管、淋巴结 淋巴液:成分即组织液、基本与血浆相同。淋 巴液 回流较慢、有可搏动的淋巴心。 淋巴管:壁很薄、逐渐汇集成大淋巴管,最后 汇入静脉 淋巴结:产生淋巴细胞、除去血液中的异物 (细菌、异种颗粒、蛋白质等) 哺乳类特别发达 此外还有脾、胸腺(一般幼体动物有)腔上囊 (鸟类)、扁桃体(哺乳类)

八、排泄
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排泄器官除肾外尚有(鳃)、皮 肤
功能:排除代谢的终产物、排除 随食物进入体内的不参与代谢的 异物(有机物和无机物对身体有 害的物质)、调节盐水平衡和酸 碱平衡。

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三种肾的比较
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前肾:前肾管作为胚胎的输尿管 中肾:无羊膜类 吴氏管:雄:输尿管输精,雌: 输尿 米氏管:雄:退化,雌:输卵管 后肾:羊膜类 后肾作为羊膜类成体的输尿管, 输精管退化

膀胱
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圆口类、软骨鱼、部分爬行类 (蛇、部分蜥蜴等) 鸟类无膀胱 其他脊椎动物有膀胱

九、神经和内分泌
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功能:调整机体内部各器官系统
的动态平衡、使动物体能动的适 应外界环境

神经系统
? ?

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中枢神经系统:脑、脊髓 周围神经系统:脑神经、脊神经、植物性神经 系统 脑:胚胎期神经管前端膨大进一步分为五部分 前脑:端脑(大脑)、间脑 中脑:不变 菱脑:后脑(小脑)、延脑 脑室:大脑室(第一、二),间脑室(第 三), 中脑导水管、延脑上室(第四)

大脑
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包括嗅叶和大脑半球;

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低等动物嗅叶发达,进化中大脑逐渐发达,嗅 叶逐渐占比例变小;
低等的脊椎动物有古脑皮、肺鱼和两栖类开始 出现原脑皮、位于脑顶部内侧、底部为纹状体, 从爬行类开始出现新脑皮、但较原始 鸟类纹状体发达、新脑皮基本未进化,哺乳类 大脑皮层发达、成为高级神经中枢、古脑皮、 犁状体、原脑皮成海马。

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间脑
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分为上丘脑、丘脑、下丘脑几部分 上丘脑突起成顶器和松果体; 低等动物有感觉作用,高等动物为内分 泌器官; 下丘脑通过脑漏斗连接垂体;

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鸟类、哺乳类有调温中枢,哺乳类尚有 交感中枢。

中脑
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哺乳类以前,中脑背部为视叶是
视觉和其他感觉中枢,哺乳类为 四叠体、前丘为视觉反射中枢, 后丘为听觉反射中枢。

小脑
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为调节身体平衡和运动的中枢 在运动能力强的动物如软、硬骨鱼、鸟类、 哺乳类发达

延脑
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在脊椎动物各纲中变化较小,具调节呼吸、 循环、消化腺、糖代谢等中枢

脊髓
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位于椎管内,低等动物尚有中枢作用,高等 动物仅为传递作用

脑神经:
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从脑发生,无羊膜类为10对,羊膜类为12对

脊神经:
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由脊髓发出通到身体躯干和四肢(包括感觉和运动)

植物性神经:
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分为交感和付交感两种,支配动物内脏的生理机能, 是不随意神经(自主神经系统) 交感神经:交感神经和神经节 付交感神经:脑和脊髓后部的部分神经和付交感神 经节(脏器附近) 交感与付交感的作用是相互拮抗的

感觉器官
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听觉:圆口类仅有内耳,两栖、爬行有中耳(内 耳 结构逐渐完善)鸟类、哺乳类有外耳(内 耳 结构逐渐完善、哺乳有耳蜗) 视觉:眼是胚胎期间脑室向外突出的产物基本结 构 变化不大,但调节方法各不相同 鱼类:镰状突调节晶体与视网膜之间距离 两栖类:开始有眼睑、瞬膜

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味觉:舌上有味蕾(各种动物同) 嗅觉:圆口类为单个外鼻孔、嗅囊 鱼类有成对的外鼻孔和嗅囊、无内鼻孔 两栖类开始有内鼻孔 爬行类开始有鼻腔、鼻甲、出现次生腭 哺乳类嗅觉高度发达、鼻甲复杂

?

特殊感受器
? 侧线——圆口类、鱼类、蝌蚪 ? 红外线感受器——蛇类的蝰科、蟒科 ? 两栖类开始口腔顶部有犁鼻器,爬行

类除 龟鳖、鳄类没有,哺乳类某些低等种 类仍有。

内分泌系统
? ?

甲状腺与文昌鱼的内柱同源
脑垂体由两部分合成: 前叶:由丘脑上皮变成——腺垂 体 后叶:由间脑下突变成——神经 垂体

十、生殖
繁殖后代保证物种延续是动物最基本的生 理机能之一。 生殖系统和排泄系统从机能上完全不同,

但从发生上来说,两者起源位置很近,在
结构上关系密切。并有两互演变。一般是

雌雄异体。

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雌:卵巢、输卵管、哺乳类有子宫 雄:精巢、输精管、哺乳类有附睾

?

文昌鱼、圆口类无生殖管,精卵进入腹
腔,经泄殖突排出体外,一般卵排入体 腔再进输卵管,硬骨鱼的生殖管道由腹 膜围成,不与体腔相通。

生殖方式
? ? ? ?

卵生,卵胎生,亚卵胎生,胎生 掌握羊膜卵的结构、胎盘的结构 胚胎发育: 受精---卵裂---囊胚---原肠胚---三胚 层分化---器官原基形成---组织分化---

胚胎发育完成(幼体)---性成熟(成年
期)---衰老
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变态发育


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