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棘皮动物 及其药学应用研究 中国药科大学 生命科学与技术学院
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概述 系统进化地位高; 海生,现存6000多种; 具有发达内骨骼,体表有棘或刺; 与人类关系密切;
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棘皮动物的进化地位
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一般形态和生理 进化地位高,后口动物; 体型:五辐对称/两侧对称; 内骨骼、突出的棘或刺;
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一般形态和生理特征 真体腔发达,器官系统特殊: 特殊的循环系统; 无神经节,不形成神经中枢; 雌雄异体,有性生殖;
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棘皮动物的体型 五辐对称或两侧对称
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棘皮动物的体型特征 形态差异很大; 体色多美丽鲜艳,引人注意; 成体五辐对称,幼体两侧对称;
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原口动物和后口动物 原口动物(Protostomia): 后口动物(deuterostomia): 在胚胎发育中由原肠胚的胚孔形成口;
胚胎发育中原口发育为为成体的肛门或封闭,相反一端由外胚层内陷形成口;
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原口动物和后口动物 后口动物 原口动物 裂体腔法 原肠体腔法
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原口动物和后口动物的主要区别 口发育方式: 原口和后口 体腔形成方式 骨骼形成 原口动物:裂体腔法; 后口动物:肠体腔法;
原口动物:外胚层; 后口动物:中胚层;
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棘皮动物的内骨骼 具由真皮产生的、小骨片组成的内骨骼; 小骨片可形成突出的棘或刺: 不同种类动物内骨骼形态有所不同;
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棘皮动物内骨骼的各种形态 海胆:紧密愈合成壳; 海星:步带骨呈椎骨状,背板呈铺石状、覆瓦状或网目状 ; 海蛇尾和海百合:椎骨状;
海参类:真皮下的小骨针或骨片;
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体腔 真体腔发达,水管、血、围血系统来自于体腔; 由躯体腔发育为体腔: 充满体腔液,靠纤毛打动,完成营养物质的输送;
左侧体腔增大,形成水管系统、围血系统等器官系统,发展成为口面; 右侧缩小形成反口面; 充满体腔液,靠纤毛打动,完成营养物质的输送;
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水管系统 water vascular system
棘皮动物特有,五辐排列,与管足运动有关; 内含与海水等渗的液体,依靠肌肉伸缩形成液压系统,以促进管足的伸缩。
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血和围血系统 无专门的循环器官,但有血系统和围血系统: 血系统:包括一套与水管系统相应的血管; 围血系统:围绕在血系统之外的一套窦隙;
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神经系统 神经系统分散,呈五辐排列,无神经节,不形成神经中枢; 表皮中有大量感觉神经细胞,具有触觉,可对光、化学刺激作出反应。
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生殖和发育 多为雌雄异体; 多为有性生殖,体外受精;少数种类无性生殖; 幼虫为两侧对称,发育过程经变态形成五辐对称体型。
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种类和分布 海洋底栖生活,现存约6000多种,分为: 有柄亚门——附着或固着: 游在亚门——自由生活: 海百合纲; 海蛇尾纲 海星纲 海胆纲
海参纲
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棘皮动物的各种形态
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海百合纲 现存棘皮动物中最古老的纲,种类少; 身体呈杯形,口与反口面均向上; 以柄固着生活(海百合);
或幼时有柄,成体无柄,营自由生活(海羊齿); 身体呈杯形,口与反口面均向上;
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海百合 也称“五角百合”、“鸡足”; 形同植物,身体下面有长柄,可固着于深海海底生活。
中央有口,周围有腕5枚,各腕经过数回分歧而成为枝,各枝上再分出小枝。
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海羊齿 大多产于浅海,营自泳生活或暂时性附着生活,形似羊齿植物; 一般具10腕,各腕上有多数羽状排列的侧枝(“羽枝”)。
反口面中央柄退化,有多数轮生的卷枝 ,可用于附着。
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海蛇尾纲 分布广泛,绝大多数深海底栖; 形似海星,身体由中央盘和5条细长的腕构成; 代表品种:棘栉蛇尾和阳遂足 中央盘小,和腕间有明显界限;
腕实心、细长,有很强曲伸能力; 管足退化,具有呼吸和感觉功能; 代表品种:棘栉蛇尾和阳遂足
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海胆纲 体形多样,无腕和触手; 骨板发达紧密愈合形成“壳”,表面疣状突起,外连棘,棘间有管足; 管足和棘为运动器官;
大多雌雄异体,水中受精,发育过程经海胆幼虫期。
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现存约700种,分布广泛,我国有60多种。 常见的品种 石笔海胆 紫海胆 等
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海星纲 现存种约1200种,分布广泛; 俗称“星鱼”,体型扁,典型五辐对称; 体分为腕和中央盘,二者界限不明显;
代表品种:面包海星(馒头海星) 、海燕、罗氏海盘车等。
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海星的生理 运动缓慢; 口与肛门距离接近,肛门小、退化 ; 多为肉食性,胃大 分为2部分:贲门胃和幽门胃 胃袋可吐出
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海星的生理 腕具有运动和感觉等功能,呈辐射状排列,数目一般是5或5的倍数,其数目、长短、粗细随种类不同而异;
多雌雄异体,生殖腺多分枝成丛生状,在腕内基部每侧1个,体外受精;
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海参纲 呈圆柱形或蠕虫状,两侧对称,无腕、棘和叉棘; 骨骼退化,呈细小、形状各异的骨片,分散埋于体壁组织之中; 水管系统发达,开口于体腔内。
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海参的身体结构 口在前端,肛门在后端,口旁有由管足形成的触手; 消化管呈细长管状,后端膨大成排泄腔,在遇敌时可排脏逃生;
雌雄异体,生殖腺由多分枝细管组成
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海参的独特生理 变色 夏眠 天气预测 强大的再生能力 排脏逃生 自溶
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海参的种类和分布 现存约500种,广泛分布于世界各地海洋,多底栖生活,我国有60多种; 常见种:刺参、梅花参、海棒槌以及海地瓜等。
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棘皮动物的分布 重要的底栖动物,广泛分布于世界各地海洋; 分布区系随海区的不同而有很大差异;
垂直分布范围很大,每种都有特定的深度分布范围,也有少数种垂直分布范围较大。
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棘皮动物的利用 食用 药用 生物学基础理论研究
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棘皮动物的食用 海参某些种类肉可食用,是著名的海珍品; 海胆生殖腺(海胆黄)是一种珍馐美味,部分国家有吃海胆生殖腺的习惯。
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棘皮动物的药用 药用历史悠久; 滋补 免疫调节 活性成分研究 抗肿瘤、抗凝血、抗真菌以及增强免疫等功能;
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传统应用 海参纲 海胆纲 海星纲
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海参纲的药用 海珍品,世界八大珍品之一。 名贵药材: 近30种可供药用和食用:
海参,味甘咸,补肾,益精髓,摄小便,壮阳疗痿,其性温补,足敌人参,故名海参。——《本草纲目拾遗》 近30种可供药用和食用: 刺参、绿刺参、花刺参、梅花参 二斑白尼参、二色桌片参、黑乳参和幅肛参等。
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刺参 药用全体,补肾壮阳、益气补阴、通肠润燥、止血消炎,用于治疗肾虚阳痿、肠燥便秘、肺结核、再生障碍性贫血、糖尿病等。
内脏用于癫痫、镇惊,肠制酸止痛,用于胃和十二指肠溃疡、小儿麻疹。
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海胆纲的药用 药用种类: 马粪海胆 石笔海胆 紫海胆 细雕刻肋海胆
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马粪海胆 主产于我国渤海、黄海和东海; 药用全壳(海胆),软坚散结、化痰消肿; 壳富含钙,可作为补钙保健品开发; 棘中含有多种活性成分;
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大连紫海胆 药用壳,软坚散结、化痰消肿,主治颈淋巴结结核、积痰不化、胸胁胀痛以及哮喘;
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石笔海胆 药用全体,清热消炎,主治中耳炎; 棘中含有多种色素类成分: 海胆棘壳多羟基萘醌类色素 海胆棘色素A、B、C、F等
清除自由基、抑制脂质过氧化和还原活性 具有阻断神经和肌肉传导的作用;
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紫海胆 主产于我国东南部和日本沿海; 药用壳,制酸止痛和清热消炎,治疗胃和十二指肠溃疡以及甲沟炎。
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海星纲的药用 药用种类多,如镶边海星、骑士章海星、海燕、林氏海燕、多棘海盘车和罗氏海盘车等。
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多棘海盘车 也称海星、海盘车或鸡爪海盘车,分布于我国黄海和渤海;
药用全体,平肝和胃、制酸止痛、软坚散结和清热解毒,治疗甲状腺肿大、淋巴结核、胃肠道溃疡、腹泻和癫痫等。 以海盘车为成分的中药“海洋胃药”(大连中药厂),临床上取得了较好的治疗效果。
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镶边海星 也称海星或五角海星,产于我国南部沿海。 药用干品全体,具有滋阴、补肾和壮阳功效,主治阳痿、甲状腺肿大。
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活性物质研究 海参 海参素(海参皂苷) 海参粘多糖 胶原蛋白 海参自溶酶 海星 海星皂苷 海胆
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海参素 抗肿瘤:体外对肿瘤细胞显示细胞毒作用; 抗菌作用:广谱抗菌,对于致病性细菌、真菌具有抑制作用;
免疫调节与造血功能:可刺激骨髓红细胞生长 促进性功能:有激素样活性,抑制排卵和刺激宫缩;
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海参素 阻断神经肌肉传导:可用于治疗脑瘫及因脑震荡和脊椎损伤所致痉挛; 抗疲劳作用 梅花参中的梅花参素A和B; 刺参中的刺参素A、B和C;
多棘海盘车中的海星皂苷
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海参粘多糖 抑制肿瘤:海参粘多糖能抗多种实验动物肿瘤细胞的生长; 增强免疫:提高机体细胞免疫功能;
抗血栓、降血糖:海参粘多糖能抑制血栓塞形成,提高动物生存率; 延缓衰老 抗病毒:对单纯疱疹病毒(HSV)、HIV、HBV等具有一定抑制作用 抗辐射:对放射病动物具保护作用并促进其机体造血功能的恢复; 防治骨质疏松症
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海参自溶酶 海参自溶酶:具有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、褐藻酸酶和脂肪酶等多种酶活力的复杂酶系 ;
海参自溶酶技术:通过控制温度、时间、 pH等条件,并使用酶抑制剂、金属离子及射线照射等手段,实现对自溶过程的发生、进行和终止的有效控制。 应用:海参自溶酶技术可用于海产品深加工。
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海参自溶酶技术 通过控制温度、时间、pH等条件,并使用酶抑制剂、金属离子及射线照射等手段,实现对自溶过程的发生、进行和终止的有效控制。
用途: 其它海洋生物的深加工
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海星皂苷 具有抗菌、抗肿瘤、抗炎、溶血等作用 避孕 胃溃疡治疗 海星皂苷A、B (Asterosaponin A、B)
使精子失去移动能力,间接抑制卵细胞成熟,阻止排卵。 胃溃疡治疗 从罗氏海盘车提取的总皂苷可提高胃溃疡的愈合率,疗效高于甲氰脒胍
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其他用途 基础理论研究 海洋生态学和环境保护 海洋动物地理学 地质学方面 海洋渔业等
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棘皮动物的危害 对海水养殖业的危害 对海岸造成破坏 对海洋生态环境的影响
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