高級動物學無脊椎動物的呼吸系統報告人：呼吸系統的定義動物體在新陳代謝過程中要不斷消耗氧氣，產生二氧化碳。機體與外界環境進行氣體交換的過程稱為呼吸。氣體交換地方有兩處，一是外界與呼吸器官如肺、鰓的氣體交換，稱肺呼吸或鰓呼吸（外呼吸）。另一處由血液或組織液與機體組織、細胞之間進行氣體交換（內呼吸）。無脊椎動物的分類原生動物門(Protozoa)海綿動物門(Spongia)腔腸動物門(Coelenterata)扁形動物門(Platyhellminthes)線蟲動物門(Nematoda)環節動物門(Annelida)軟體動物門(Mollusca)節肢動物門(Arthropoda)棘皮動物門(Echinodermata)DISCUSS原生動物門(Protozoa)原生動物門是由單個細胞構成的，因此稱為單細胞動物，它沒有像高等動物那樣的器官和系統，而是由細胞分化出不同的部分來完成各種生活機能。缺乏真正的呼吸器官代表類群：（一）鞭毛綱

（二）肉足綱

（三）纖毛綱

呼吸方式—

絕大多數原生動物的呼吸作用通過氣體擴散的方式來進行，它們通過體表從周圍環境中獲得氧氣。（一）鞭毛綱(Mastigophora)代表動物—眼蟲(Euglena)呼吸方式—體表呼吸（細胞呼吸）呼吸機制—眼蟲在有光的條件下，利用光合作用所放出的氧進行呼吸（氧化）作用，呼吸作用所產生的二氧化碳，又被利用來進行光合作用。在無光的條件下，通過體表吸收水中的氧，排出二氧化碳。最終通過線粒體內含有三羧酸循環的酶系統，把有機體完全氧化分解成二氧化碳和水，并釋放出各種代謝活動所需要的能量。（二）肉足綱(Sarcodina)代表動物—大變形蟲(AmoebaproteusPallas)呼吸方式—體表呼吸（細胞呼吸）呼吸機制—大變形蟲和其他動物一樣需要和利用能量，進行呼吸作用。呼吸作用所需O2和排出的CO2，主要通過體表進行。最終通過線粒體內含有三羧酸循環的酶系統，把有機體完全氧化分解成二氧化碳和水，并釋放出各種代謝活動所需要的能量。（三）纖毛綱(Ciliata)代表動物—大草履蟲(ParameciumcaudatumEhrenberg)呼吸方式—體表呼吸（細胞呼吸）呼吸機制—草履蟲與外界進行氣體交換，是通過整個體表（表膜滲透）進行的。草履蟲通過表膜把溶解在水中的氧氣滲入到細胞質中。進入細胞質中的氧氣進行呼吸作用。通過線粒體內含有三羧酸循環的酶系統，把有機體完全氧化分解成二氧化碳和水，并釋放出各種代謝活動所需要的能量。同樣二氧化碳可以從體表（表膜）排出。BACK海綿動物門(Spongia)海綿動物可以說是最原始、最低等的多細胞動物。缺乏真正的呼吸器官水溝系統—海綿動物所特有呼吸機制—海綿體表有無數小孔，是水流進入體內的孔道，與體內管道相通，然后從出水孔排出，所有細胞均靠水溝系統的水流直接帶來氧并帶走二氧化碳。當水流過身體時，大多數細胞均可與水接觸，各自獨立完成呼吸的機能。腔腸動物門(Coelenterata)扁形動物門(Platyhellminthes)扁形動物門(Platyhellminthes)缺乏真正的呼吸器官自由生活種類呼吸是靠體表滲透作用從水中獲得氧，并將二氧化碳排到水中,寄生種類為厭氧呼吸。分類（一）渦蟲綱

（二）吸蟲綱

（三）絳蟲綱

營自由生活營寄生生活（一）渦蟲綱(Turbellaria)代表動物—三角渦蟲(Dugesia)呼吸方式—體表呼吸呼吸機制—渦蟲無真正的呼吸器官，依靠體表擴散作用進行氣體交換，借網狀的實質組織增加表面面積，由其中的液體運送和擴散新陳代謝的產物。由于扁平的體形與身體體積相比具有較大的表面積，依靠表皮的滲透和擴散進行皮膚呼吸。（二）吸蟲綱(Trematoda)與絳蟲綱(Cestoidea)代表動物—華枝睪吸蟲(Clonorchissinensis)、豬帶絳蟲(Taeniasolium)呼吸方式—厭氧呼吸呼吸機制—沒有真正的呼吸器官，由于是體內寄生，其周圍環境中多缺乏游離的氧，所以行厭氧性的呼吸方式，它們能利用其體內的某些酶來分解已貯存的養分（如糖原），而產生幾種有機酸和二氧化碳，由此釋放能，供他們利用。BACK線蟲動物門(Nematoda)環節動物門(Annelida)環節動物門(Annelida)環節動物門是高等無脊椎動物的開始。代表動物—環毛蚓(Pheretima)缺乏真正的呼吸器官呼吸方式—可通過體表和疣足（內密布微血管）進行。疣足—體壁的向外凸起的扁平片狀雙層中空構造,與體腔相通,疣足內密布微血管網，可進行氣體交換。背須背肢舌狀葉腹肢腹須剛毛軟體動物門(Mollusca)軟體動物門(Mollusca)·具有真正的呼吸器官·代表類群—腹足綱(Gastropoda)瓣鰓綱(Lamellibranchia)頭足綱(Cephalopoda)·水生種類用鰓呼吸，陸地生活的種類用肺呼吸?！w—是外套腔內面的上皮伸展形成，位于腔內，形態各異。包括楯鰓，櫛鰓，瓣鰓，絲鰓，次生鰓等。·肺—外套腔內部一定區域的微細血管密集成網，形成肺，可以直接攝取空氣中的氧。這是對陸地生活的一種適應性。軟體動物門(Mollusca)BACK軟體動物門(Mollusca)軟體動物門(Mollusca)軟體動物門(Mollusca)外套膜含義：外套膜是軟體動物身體背側皮膚褶皺向下延伸形成的膜性結構，是由兩層上皮細胞及中間的結締組織和肌肉纖維組成。外套膜與內臟團之間形成的腔稱外套腔。左右兩片套膜在后緣處常有一二處愈合，形成出水孔和入水孔。外套膜內層上皮細胞具纖毛，纖毛擺動，造成水流，使水循環于外套腔內，借以完成呼吸，可以說具有輔助呼吸作用。（一）腹足綱(Gastropoda)代表動物—園田螺(Cipangopaludina)

呼吸器官—櫛鰓呼吸機制—櫛鰓一個，位外套腔左側。鰓的上皮細胞具纖毛，內有血管。鰓正位于入水管內側，當水流經過外套腔時，可攝取溶于水中的氧。水流

入水管

外套腔

櫛鰓

出水管

（二）瓣鰓綱(Lamellibranchia)代表動物—無齒蚌(Anodonta)呼吸器官—瓣鰓（二）瓣鰓綱(Lamellibranchia)瓣鰓的構成（1）河蚌的瓣鰓由內、外兩對鰓瓣組成，分列在內臟團的兩側。（2）每一鰓瓣由2片鰓小瓣組成。鰓小瓣之間以瓣間隔相連。（3）鰓小瓣由許多縱向排列的鰓絲和橫向排列的絲間隔連接而成。絲間隔和鰓絲之間的小孔為鰓水孔。（4）片鰓小瓣前后緣及腹緣愈合成U型，背面分開，通鰓上腔。連接鰓小瓣的瓣間隔之間形成鰓水管。呼吸機制—鰓及外套膜上纖毛擺動，引起水流，水由入水管進入外套腔，經鰓孔到鰓腔內，沿水管上行達鰓上腔，向后流動，經出水管排出體外。絲間隔與瓣間隔內均有血管分布，鰓絲內也有血管分布，水經過鰓時，即進行氣體交換。外套膜也有輔助呼吸的功能。（二）瓣鰓綱(Lamellibranchia)BACK（二）瓣鰓綱(Lamellibranchia)（三）頭足綱(Cephalopoda)代表動物—烏賊(Sepia)呼吸器官—羽狀鰓呼吸機制—羽狀鰓一對，位于外套腔前端兩側。每鰓有一鰓軸，兩側生有鰓葉，鰓葉是由許多鰓絲組成。鰓上密布微血管，水流過鰓，完成氣體交換。BACK節肢動物門(Arthropoda)節肢動物門(Arthropoda)大部分具有完整的呼吸系統呼吸系統多樣性（1）體壁：低等的小型甲殼動物，如水蚤。（2）鰓：水生甲殼動物在足的基部由體壁向外突起薄膜狀的結構，充滿毛細血管。如蝦、蟹等。（3）書鰓：由足基部體壁向外突起折疊成書頁狀，有血管分布。為水生種類鱟的呼吸器官。（4）書肺：由體壁向內凹陷折疊成書頁狀，為陸生的節肢動物蜘蛛、蝎的呼吸器官。（5）氣管：由體壁內陷形成分支的管狀結構，為陸生節肢動物昆蟲、蜈蚣等的呼吸器官。氣管上無毛細血管分布，是直接將氧氣輸送到呼吸組織。節肢動物呼吸系統一般為體壁的衍生物。水生種類的呼吸器官都是體壁的向外突起。陸生種類的呼吸器官都是體壁的向內凹陷。節肢動物門(Arthropoda)呼吸機制—主要包括兩類：(1)氣管系統類型：直接將氧氣輸送到呼吸組織，與細胞進行氣體交換。(2)其它類型呼吸系統：通過毛細血管進行氣體交換，再由循環系統完成輸送氧氣的任務。代表類群—甲殼綱(Crustacea)

肢口綱(Merostomata)

蛛形綱(Arachnoida)昆蟲綱(Insecta)（一）甲殼綱(Crustacea)代表動物—日本沼蝦(Macrobrachiumnippnense)呼吸器官—鰓。每個鰓由中央的鰓軸和多數附屬物構成，鰓軸外側貫穿一條入鰓血管，它在鰓軸頂端彎曲向下，就變為鰓軸內側的出鰓血管。附屬物由鰓軸前后兩側發出。根據附屬物不同，常見鰓可分為兩類：（1）葉鰓：其附屬物扁平，略呈三角形，中孔似橡皮熱水袋。日本沼蝦的鰓是葉鰓。（2）絲鰓：其附屬物呈細管狀?？耸显r的鰓則是絲鰓。（一）甲殼綱(Crustacea)呼吸機制—鰓共7對，各著生于后2對鄂足和5對步足的基部，被頭胸部和頭胸甲左右兩側所形成的鰓室圍護著。鰓室有入水孔和出水孔各一對，與外界相通。通過第二小鄂呼吸板的撥動，鰓室內的水不停的內外循環，使鰓永遠洗浴于新鮮水中，這樣血液流經鰓時，就可充分交換氣體，獲得足夠的氧氣。A沼蝦的鰓（去掉鰓蓋）B沼蝦的一個關節鰓C沼蝦關節鰓的橫斷面（示鰓片）D螯蝦通過胸部橫切（二）肢口綱(Merostomata)代表動物—鱟呼吸器官—書鰓，每個上肢的后壁突起形成扁平書頁狀鰓葉共約150片，組成一枚書鰓，有血管分布。（三）蛛形綱(Arachnoida)代表動物—蜘蛛呼吸器官—書肺和氣管（1）書肺：為本綱動物所特有，由內陷的100—125個扁平突起構成，這些突起稱為肺葉。像書的書頁，因而叫書肺。血液不斷流經肺葉之間，氣體交換通過肺葉壁進行。（2）氣管：氣管相當簡單，決不像昆蟲那樣，無分枝或只有少數分枝，開口于腹部后半部的腹面，氣孔通常只一個。意義：本綱的書肺和氣管是空氣呼吸器。這些呼吸器官均由外胚層衍生，書肺和氣管是內陷物。內陷增大了表面面積，以促進氣體交換。同時內陷的書肺和氣管還可使寬廣的表面不暴露于外，以減少水分的蒸發，這是動物對陸棲生活適應的結果。

（三）蛛形綱(Arachnoida)（四）昆蟲綱(Insecta)

代表動物—中華稻蝗(Oxyachinensis)呼吸器官—氣管氣管—氣管由內胚層內陷而成，在活體中呈銀白色，其組織結構與體壁大致相同，由底膜、管壁細胞層和內膜組成，內膜以局部加厚的方式形成螺旋狀的內脊，稱為螺旋絲，可以增強氣管的強度和彈性，防止被壓扁，有利于氣體交換。微氣管—是由氣管頂端的掌狀細胞發出的原生質絲（直徑1微米以下）形成的盲管。微氣管的通透性很強，可深入到組織內或細胞表面，直接與代謝組織進行氣體交換。氣囊—是氣管某些膨大成囊狀，可被壓縮的部分。常見于有翅亞綱中，氣囊易被血壓或體軀的彎曲壓縮或擴張，主要功能是保證氣管進行通風作用。氣門—氣管在蟲體兩側的開口，一般地，昆蟲的胸部只有2對氣門，分別位于中胸和后胸的前端，腹部8對氣門分別位于第1至第8腹節。少數昆蟲最簡單的氣門僅是氣管在體壁上的一個開口，稱氣管口。絕大多數昆蟲的原始氣管口，已陷入體壁再度內陷的氣門腔內，腔的外口稱氣門腔口，氣門腔口圍以一塊特別硬化的骨片，稱圍氣門片。具有氣門腔的氣門常具有開閉機制來控制氣體的進出。

（四）昆蟲綱(Insecta)（四）昆蟲綱(Insecta)蜜蜂工蜂體內發達的氣囊（四）昆蟲綱(Insecta)（四）昆蟲綱(Insecta)氣門分布類型圖解1098765432ⅢⅡ1Ⅰ腹部

胸部頭部全氣門式兩端氣門式后氣門式前氣門式無氣門式有效氣門無效氣門（四）昆蟲綱(Insecta)氣管的分布和排列消化道背膈背血管背板背氣管內臟氣管氣門氣管腹氣管氣門腹神經索腹膈腹板背血管背縱干側縱干消化道內臟縱干腹縱干腹神經索背縱干側縱干氣門內臟縱干腹縱干【縱向排列】連接所有氣門氣管的側縱氣管干，連接背氣管的背縱氣管干，連接腹氣管的腹縱氣管干，連接內臟氣管的內臟縱氣管干。【橫向分布】伸向背面的背氣管，伸向腹面的腹氣管，伸向中央的內臟氣管。（四）昆蟲綱(Insecta)氣管系統的呼吸機制

（1）大氣與氣管間、微氣管與代謝組織間的擴散作用。（2）氣管和氣囊的通風作用。（3）氣門開閉的調控作用。（4）微氣管中的氣體交換機制。（四）昆蟲綱(Insecta)大氣與氣管間、微氣管與代謝組織間的擴散作用擴散作用的部位：大氣

氣管微氣管

呼吸組織擴散作用的機制：氣體分壓差：O2管外＞管內

CO2管外＜管內

滲透壓：微氣管的通透性及管內液體與組織液滲透壓的變化（四）昆蟲綱(Insecta)氣管和氣囊通風作用昆蟲在劇烈運動（如飛翔活動）時，體內的代謝活動也十分旺盛，這時單靠擴散作用不能滿足氧的供應，因此必須借助氣囊的通風作用來提高換氣運動的效率。體軀的伸縮、血壓的變化等，都會引起氣囊的脹縮。表現出風箱作用。當體軀收縮，氣管也隨之縮短而血壓升高，氣囊被壓縮或壓扁，此時氣流排出，當體軀伸展時，氣囊因本身的彈性而擴大并充滿氣體，這樣通風的結果，使得氣囊和氣管中經常充滿新鮮空氣。

（四）昆蟲綱(Insecta)氣門開閉的調控作用氣門的開閉起著調節氣體流量的作用。昆蟲在不同活動狀態下，氣門開啟與否以及開啟程度、開放時間是不同的。通常情況下，許多昆蟲多數體節上的氣門是關閉的，以減少體內水分的散失，只有當劇烈活動時才將氣門打開。

（四）昆蟲綱(Insecta)微氣管中的氣體交換機制

昆蟲呼吸所需的氧氣，大都通過微氣管壁擴散進組織和細胞中去的。因此，凡是大量需氧組織都布滿了微氣管。微氣管的末端常充滿液體，當組織活動時，產生的代謝物使組織液的滲透壓升高，微氣管末端的液體進入組織，其液體上面的空氣柱也隨之擴散到微氣管末端和管外，直接與進行氧化作用的細胞接觸進行氣體交換。當組織停止活動時，代謝產物在氧的作用下被氧化，組織也的滲透壓下降，微氣管末端又重新充滿液體。

深入到肌肉中的微氣管肌肉支氣管端細胞液體柱部分空氣柱部分支氣管（四）昆蟲綱(Insecta)主要的呼吸方式為氣管呼吸，由于昆蟲體軀結構和生活習性不同，其呼吸方式也就不同，其他常見的呼吸方式有：體壁呼吸—有些昆蟲沒有氣管系統，或僅有不完整的氣管系統，氣體交換經體壁直接進行。寄生性昆蟲的幼蟲，體內雖有氣管網，但無氣門，整個體軀浸浴在寄主的體液或組織中，以柔軟的體壁吸取溶解在寄主血液中的氧。大多數水生昆蟲，也都用體壁吸取溶解在水中的氧。排除的二氧化碳則靠擴散作用進入水中，對陸棲昆蟲來說，體內的一部分二氧化碳也由體壁的薄膜部位擴散出體外。氣管鰓呼吸—一些水生昆蟲如蜉蝣目和蜻蜓目(稱直腸鰓)的稚蟲，體壁的一部分突出呈薄片狀或絲狀的結構稱氣管鰓，其內分布有豐富的氣管，昆蟲利用氣管鰓和水中氧的分壓差來攝取氧氣。（四）昆蟲綱(Insecta)氣管鰓直腸直腸鰓肛門水流氣管分支AB

Ａ.蜉蝣的氣管鰓Ｂ.蜻蜓的直腸鰓（四）昆蟲綱(Insecta)氣泡和氣膜呼吸—水生昆蟲的一種特殊呼吸方式，水生昆蟲的成蟲體表有細密疏水性毛，當它露出水面進行換氣時，在體表形成一層氣膜（氣盾）或氣泡，形成一個貯氣的構造。該貯氣構造與氣門相通，直接將氧氣輸送到需氧細胞或組織。例如，龍虱鞘翅下面有氣膜、腹部末端有氣泡，可在水下生活數小時至數十小時，再到水面換氣。寄生性昆蟲的呼吸—寄生昆蟲的呼吸方式通常依靠體壁的滲透作用從寄主體液或組織中攝