第十章 动物的循环、呼吸和排泄系统

后腔静脉
心脏的结构
心脏一侧对全部体细胞 提供血压相当高的氧合血， 而另一侧则对呼吸器官泵 送脱氧血，使之再氧合。
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心脏的机能
自动节律性：没有外来刺激的条件下，自动地发生节律
性兴奋的特性。如，心脏跳动、肠的蠕动等。
起博点（节律点）：窦房结（sinoatrial， S—A node）。 心率（心搏）：心脏每分钟跳动的次数， 60～100次/分。 节律性（自主性）：脊椎动物肌源性，无脊椎动物多为
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人体的排泄器官
包括：
（1）呼吸器官：由肺排出CO2和少量的水。 （2）消化器官：肝分泌胆色素经肠排出， 大肠粘膜排出无机盐。 （3）皮肤：通过汗腺排出水、盐和尿素等。 （4）肾：排出水和大量的代谢废物。
功能：在维持内环境的稳定中起着重要的 作用：电解质稳定、渗透压稳定、维持含水 量、清除代谢终末产物、清除异物及其代谢 物（如药物）。
防御和保护
白细胞（吞噬异物）、抗体、血小板和血浆中的纤维 蛋白原（止血）
维持内环境的稳定
细胞外液（血液、组织液和淋巴液）理化特性的稳定： 温度、酸碱度、渗透压、离子浓度等。
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血压
心血管系统是一个封闭的 管道系统，这个系统有足够 量的血液充盈——形成血压 的前提。 收缩压——心室收缩时， 大约在收缩期的中期动脉血 压达到最高值时的动脉血压。 舒张压——心室舒张时， 主动脉压下降，在心舒末期 动脉血压最低时的动脉血压。
心肌的特殊传导系统
数字表示兴奋从窦房结传递到该点 的时间（秒）
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R P QS
T
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心电图（ electrocardiogram，ECG）
心电图：在身体表面记录到的心脏活动引起的电位变化。
心电图一般区分为5个波：P、Q、R、S、T 。
P波——心房的去极化
QRS——心室去极化 T波——心室的复极化
呼吸表面与气体交换
氧气通过水扩散。在肺泡、细 胞等呼吸表面都存在一层水膜，
气体通过这层水膜随气体的分压
差(O2分压和CO2分压)扩散。
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呼吸色素
对氧有特殊亲和力的蛋白质，可使血液的氧容量增加 数十倍（人血液氧含量19％，而血浆0.3%）。 4种类型：
血红蛋白，分布最广，见于少数鱼以外的全部脊椎动物。Fe 血绿蛋白，分布极有限，只存在于多毛纲环节动物的一些种类中。
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血液
血液成分 血浆（plasma） 约占92％。
淡黄色液体，约占血液容积的55％，其中水分
颗粒细胞（嗜中性、嗜酸性、嗜碱性粒细胞） 白细胞 淋巴细胞
无颗粒细胞
起防御作用 单核细胞
血细胞
血小板 起源于骨髓内的巨核细胞，起凝血作用
红细胞(无核)
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血液功能
运输
营养物质、 O2、CO2、代谢废物、激素
血液循环由开放式到封闭式
驱动血液循环的肌肉器官 ：心脏的逐步形成
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无脊椎动物的循环系统
开管式循环（开放式循环）系统
血液由心脏泵出，经过动脉进入开放的体液腔（血 腔、血窦）的循环类型即为开管式循环系统，如大多数 节肢动物、多数软体动物以及海鞘类。
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闭管式循环（封闭式循环）系统
具有一套连续的血管系统，包括心脏、动脉、毛细 血管和静脉，且血液在这套管道中循环的方式即为闭管 式循环系统，如有些环节动物、软体动物的头足类、有 些棘皮动物、所有的脊椎动物。
低渗尿：尿渗透压＜血浆渗透压
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无脊椎动物的排泄器官
细胞代谢过程所产生的废物穿过细胞膜
进入组织液，再进入血浆，经由血液循环运
送至排泄器官排出体外。 除腔肠动物和棘皮动物没有排泄器官外， 其他动物都有排泄器官。 不同动物中的排泄器官（或胞器）的形 态结构和解剖位置各式各样。
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伸缩泡(contractile vacuole)
后肾管(metanephridium)
阴性：红细胞膜上不含Rh因子，血浆不含Rh抗体。
中国人群中99％为阳性，红细胞上有Rh抗原。
新生儿溶血症: Rh阴性的母亲孕育了Rh阳性的胎儿后， 胎儿的红细胞若有一定数量进入母体时，即可刺激母体产 生抗Rh阳性抗体。如果该母亲再次怀孕时，Rh抗体便可通 过胎盘进入胎儿体内，溶解破坏胎儿的红细胞，造成新生 儿溶血。
P－R间隔——房室间的
传导时间 人的正常心电图
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心肌细胞的动作电位
以浦肯野氏细胞为例： 0期——快速去极化 1期——短暂而迅速复极化 2期——缓慢复极化 3期——较快复极化 4期——复极化至静息电位
浦肯野氏细胞的动作电位
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血管
动脉 从心脏发出的血管：管壁 厚、管腔小、管壁肌肉和结 缔组织发达。 静脉 血液返回心脏的血管：管 壁薄、管腔大、管壁肌肉和 结缔组织较少。 毛细血管 分布组织器官间：管径小、 管壁极薄、由一层内皮细胞 构成。
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血液循环
体循环（大循环） 血液由左心房进入 左心室，再由左心室流 出，经过肺以外的各种 器官组织回到右心房的 过程。 肺循环（小循环） 血液从右心室流向肺 动脉，到达肺，再经肺 静脉回到左心房的过程。
哺乳动物的 肺循环 血液循环系统
体循环 淋巴系统
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二、循环系统的进化
心血管系统进化发展的两大趋势：
简单（仅具心脏）水生肢角类
简单（仅具心脏）蝗虫 复杂 蜘蛛 复杂 鲎
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脊椎动物的循环系统及其进化
脊椎动物心脏的进化
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哺乳类
心房和心室都完全分为左右2个，肺动脉与大动脉完全分开。 肺动脉与右心室相连，大动脉与左心室相连，两种血液不再混合。 有完善的体循环和肺循环。 动脉圆锥中出现纵隔，将动脉圆锥分别与大动脉和肺动脉相连。
钒
血褐蛋白，在多毛纲、星虫、以及腕足类的海豆芽属中有。Fe 血蓝蛋白，存在于头足类软体动物及一些腹足动物、十足类甲壳
动物和几种蜘蛛纲动物中。 Cu
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无脊椎动物的呼吸器官
体表——低等种类，如环节动物
体表突起（鳞片、疣足、足） ——沙蚕
鳃—— 软体动物，甲壳动物
气管——昆虫等陆生节肢动物 书肺—— 蜘蛛 呼吸树——海参
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第1节 动物的循环系统
血液循环（blood circulation）：指血液在全身心血管
系统内周而复始地循环流动。
循环系统：完整的血液循环系统包括一套输血的管道
（血管）和一个推动血液流动的泵（心脏）。
血液：是动物体自身的一种结缔组织，呈液态，成分
稳定。
功能：血液循环系统通过动物体自身的调节控制使体
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尿的形成
超滤（肾小球） 分泌（肾小管，如远曲小管分泌K＋ ） 重吸收（肾小管，如近曲小管吸收K ＋ 、Na ＋ 、Cl －和葡萄糖等）
肾小囊
远曲小管
近曲小管
肾小球
集合管
毫渗量 髓袢
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渗透压调节
体内水量↑，尿的渗透压↓，排水↑
体内水量↓，尿的渗透压↑，排水↓
高渗尿：尿渗透压＞血浆渗透压
神经源性。
神经和激素对心脏的作用：交感神经（兴奋）、副交感
神经（抑制）；去甲肾上腺素（兴奋）。
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心脏的特殊传导系统
一类心肌细胞特化而来。 包括窦房结、房室结、 房室束和浦肯野氏纤维。 兴奋传导（窦房结→心 房肌→房室结→房室束→ 左、右束支→浦肯野氏纤 维）→心室收缩。
兴奋传导的是什么？
淡水原生动物和海绵动 物以及海产原生动物中的纤 毛虫类有伸缩泡。其主要功 能是调节水盐平衡（渗透压 调节）的胞器，但在排除多 余水分的同时，也排出了溶 解在水中的代谢废物。伸缩 泡中液体的形成是主动转运 过程，所需能量由其周围的 线粒体提供。
伸缩泡的亚显微结构
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原肾管(protonephridium)
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沙蚕
螯虾
海星
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鳃
河蚌的呼吸器官
河蚌鳃的部分放大
气管是动物界 高效的呼吸器官
稻蝗全身的气管系统
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蜘蛛的书肺
海参的呼吸树
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脊椎动物的呼吸器官
鳃囊——圆口类（如七鳃鳗）
鳃——鱼类 肺——两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类
美西螈的外鳃
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鱼类的鳃
鳃的结构以及水流与血流的方向 （逆流交换）
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鸟类进行双重呼吸，即不论呼气、吸气，均有新鲜气 体经过肺。
B
鸟类的气囊和气流方向
A. 腹面观，1－6为气囊； B. 气流方向
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第3节 动物的排泄系统与渗透压 的调节
动物通过排泄和渗透压调节，保持体液 的稳定，创造稳定的内环境。
动物具有多样化的排泄系统，但其共同 功能是将分解代谢的终末产物排泄出体外。 动物体的渗透压调节主要是指动物体内 的水盐平衡。
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鱼类
脊椎动物的循环系统比较
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第2节 动物的呼吸系统
人体呼吸系统的
鼻窦
基本结构
鼻腔、咽、喉、气管、支
会厌
气管及分支、肺
横隔膜
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肺
喉
海绵状，由大量的 肺泡是呼吸细支气管末
微细支气管和肺泡构成。
食道 气管 支气管
细支气管 终末支气管
端的盲囊，由单层上皮
细胞组成，外面密布微 血管，是气体交换的场
鱼类的呼吸器官
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陆生脊椎动物的肺
肺由肺泡组成。
脊椎动物肺的进化：肺泡数量增加，气体交换表面积增加。
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鸟类的呼吸系统
除肺外，还有气囊和气管结构。 鸟类的肺由大量的细支气管组成，主要结构为三级支 气管及其周围的微气管，所有气管均没有盲端。
气管 肺
前部气囊 后部气囊 哺乳动物和鸟的肺的比较
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人的排泄系统
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肾（kidney）的结构
肾是脊椎动物主要的 渗透调节和排泄器官。
肾的结构
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肾的机能单位 ——肾单位
（nephron）
肾小体 （renal corpusle） 肾单位 肾小管
肾小球（renal glomerulus） 肾小囊（Browmans capsule） （又称鲍曼氏囊） 近曲小管（proximal convoluted tubule） 髓袢（medullary loop） 远曲小管（distal convoluted tubule）
鸟类
爬行类 心室出现不完整纵隔，但血液在心室中仍有一些混合。
高等类群如鳄鱼的纵隔完整，心脏4个腔，体、肺循环完全独立。
出现纵隔将心房分为左心房与右心房两部分。
两栖类
心室还是一个，脱氧血与氧合血在心室有所混合。 用肺呼吸，具体循环和肺循环，血液每循环一次，经心脏两次。 心脏从后往前由静脉窦、心房、心室、动脉圆锥(动脉窦)4部分 组成。 用鳃呼吸，仅体循环，血液每循环一次，经过心脏一次。
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血型
红细胞的凝集（一种免疫反应）：凝集原(抗原)、 凝集素（抗体）。
根据红细胞膜上凝集原的不同，人的血型分为很多 种：ABO、MN、Rh等。
ABO血型系统：A、B、O和AB。
血型 无
血清凝集素 抗B
抗A 无 抗A、抗B
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Rh血型：
阳性：红细胞膜上含有Rh因子，血浆不含Rh抗体。
所。
呼吸细支气管
肺泡
人肺是动物界最高效 的呼吸器官吗？
肺动脉 肺静脉
终末支气管 盲囊
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呼吸运动
负压呼吸：胸内压、肺内压、 大气压 胸式呼吸： 肋骨升降运动 腹式呼吸：隔膜运动
肺与胸廓
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呼吸的调节
神经调节 化学调节（CO2）
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气体交换
外呼吸：外界环境、肺、肺毛细血管的气体交换。 血液运输： 内呼吸：血液内的氧气到达细胞的过程与细胞内的呼吸。
内的环境稳定(供应O2和营养等、排出CO2和代谢废物 等、维护pH值、电解质等稳定)，是机体最重要的机 能之一。
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一、人的循环系统
心脏
血管
血液
头部血管网
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心脏的结构
肺静脉 前腔静脉
组成：2心房2心室，由 心肌（横纹肌）组成。 闰盘（intercalated disc） 瓣膜：决定心脏有固定 的血液流动方向。
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无脊椎动物循环系统的演化
海绵
水螅
涡虫
线虫
蚯蚓
昆虫
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环节动物（蚯蚓）的 闭管式循环系统：血液 始终在血管内流动。
心耳
软体动物的开放式循环系 统：内脏浴于血液之中。
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无脊椎动物循环系统与呼吸系统的关系
个体大小 小 小 大 大 大 大 大 呼吸系统 体表 体表 鳃 鳃、集中 气管 书肺 书鳃 循环系统 无 复杂 复杂 代表动物 水生桡足类 河蚌 对虾
是扁形动物、纽形动物、 轮形动物、腹毛动物及某些 原始环节动物的排泄器官。 其特点是具有末端封闭 膨大的焰细胞（flame cell) （由帽细胞和管细胞组成）， 体液通过焰细胞进入管状系 统内，纤毛的运动促使管内 液体流动，管状系统开口于 体外，为肾孔。 原肾管的生理功能与 伸缩泡相似。
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涡虫的原肾管和焰细胞