知识背景
亚里士多德是第一个认真给动物分类的人,他按「有血」和「无血」把动物分成两大类,两千年里没人挑战。可这套办法漏洞很大:鲸生活在海里、身体像鱼,被长期当作鱼;蝙蝠会飞,被归进鸟类。直到瑞典人林奈建立了以形态结构为依据的分类系统,人们才发现鲸和蝙蝠其实和牛、人属于同一类——哺乳动物。
判断的依据不是「像不像」,而是几条硬指标:身体里有没有由脊椎骨组成的脊柱?体温是否恒定?怎样生育后代?只要抓住这几条,西溪湿地的白鹭、西湖里的鲫鱼、路边的蜗牛,都能被准确安放。
知识讲解
分类的第一刀:有没有脊柱
按体内有无由脊椎骨组成的脊柱,动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类。脊椎动物又分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类五类。
脊椎动物五类的关键特征
| 类别 | 呼吸 | 体温 | 生殖发育 | 代表 |
|---|---|---|---|---|
| 鱼类 | 用鳃 | 变温 | 卵生,体外受精 | 鲫鱼、草鱼 |
| 两栖类 | 幼体用鳃,成体用肺兼皮肤 | 变温 | 卵生,水中发育 | 青蛙、蟾蜍 |
| 爬行类 | 用肺 | 变温 | 卵生,卵有坚韧卵壳 | 龟、蛇、蜥蜴 |
| 鸟类 | 用肺,有气囊辅助 | 恒温 | 卵生,卵有硬壳 | 白鹭、麻雀 |
| 哺乳类 | 用肺 | 恒温 | 胎生、哺乳 | 猫、鲸、蝙蝠 |
恒温动物只有鸟类和哺乳类,其余都是变温动物。胎生哺乳是哺乳动物最本质的特征,所以鲸、海豚是哺乳动物,不是鱼。
青蛙的名字里带「两栖」,含义是它的一生要经历水陆两种环境:卵和蝌蚪在水中、用鳃呼吸,成蛙可上陆、用肺呼吸并靠湿润的皮肤辅助,所以青蛙离不开潮湿环境。
无脊椎动物的主要类群
- 原生动物:单细胞,如草履虫、变形虫。
- 腔肠动物:有口无肛门,如水母、海葵、珊瑚虫。
- 软体动物:身体柔软,多有贝壳,如蜗牛、河蚌、乌贼。
- 节肢动物:种类最多,身体和附肢分节,有外骨骼,包括昆虫、蜘蛛、虾蟹、蜈蚣。
- 环节动物:身体由许多相似环状体节构成,如蚯蚓、蚂蟥。
昆虫是节肢动物中最大的一类,共同特征是:身体分头、胸、腹三部分,头部有一对触角,胸部有三对足、一般有两对翅。所以蜘蛛(四对足)、虾(有多对足)都不是昆虫。
- 鲸:外形像鱼、生活在海里,但用肺呼吸、胎生哺乳、体温恒定,是哺乳动物。
- 鲨鱼:用鳃呼吸、变温、卵生,是鱼类(有些种类卵在体内孵化,仍属鱼类)。
- 蝙蝠:会飞,但体表有毛、胎生哺乳,是哺乳动物,不是鸟。
- 蜘蛛:身体分头胸部和腹部两部分、有四对足、无触角,属节肢动物但不是昆虫。
分类的工具:二分法与检索表
把一群动物按某个特征一次分成两组,再对每组继续二分,就能逐步分到底,这叫二分法。把这些判断步骤写成一张表,就是检索表。使用检索表的关键是每一步只看一个特征,并且从第一步依次往下走,不能跳步。
实验与探究
对鲫鱼、青蛙、龟、麻雀、猫、蜗牛进行分类,写出你的分类过程。
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第一步 · 定第一个标准:按有无脊柱分。有脊柱:鲫鱼、青蛙、龟、麻雀、猫;无脊柱:蜗牛(软体动物)。
第二步 · 对脊椎动物按体温分:恒温的有麻雀、猫;变温的有鲫鱼、青蛙、龟。
第三步 · 继续细分:恒温组中,胎生哺乳的是猫(哺乳类),卵生有羽毛的是麻雀(鸟类)。变温组中,终生用鳃呼吸的是鲫鱼(鱼类),幼体用鳃、成体用肺的是青蛙(两栖类),终生用肺且卵有坚韧卵壳的是龟(爬行类)。方法要点:每一步只用一个特征划分,特征要选有无型(有或没有)而不是程度型(大或小),否则会出现无法判断的情况。
设计实验,探究蚯蚓在什么表面爬得更快,并说明观察要点。
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观察结构:蚯蚓身体由许多体节组成,前端有环带,腹面有刚毛,靠肌肉伸缩配合刚毛固定身体向前蠕动;靠湿润的体壁进行呼吸,所以观察时要经常用湿棉球擦拭体表,否则蚯蚓会因缺氧而死。
实验设计:取两块面积相同的玻璃板和粗糙硬纸板,同时放在水平桌面上,取同一条蚯蚓分别在两种表面上爬行,记录爬行 所用时间,各测 3 次取平均值。变量只有表面粗糙程度,其余(蚯蚓个体、温度、湿度、坡度)全部相同。
结果与分析:在粗糙纸板上爬得快。因为刚毛需要有支撑点才能钩住表面产生推进力,光滑玻璃上刚毛打滑。这也解释了蚯蚓为什么能在土壤中钻行。
经典例题
指出下列动物各属哪一类,并写出判断依据:① 海豚;② 蟾蜍;③ 扬子鳄;④ 白鹭;⑤ 虾;⑥ 珊瑚虫。
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第一步 · 先分有无脊柱:①②③④有脊柱;⑤⑥无脊柱。
第二步 · 脊椎动物细分:① 海豚胎生哺乳、用肺呼吸、恒温,属哺乳类;② 蟾蜍幼体在水中用鳃、成体用肺兼皮肤,属两栖类;③ 扬子鳄用肺呼吸、变温、卵有坚韧卵壳,属爬行类;④ 白鹭体表有羽毛、恒温、有气囊辅助呼吸,属鸟类。
第三步 · 无脊椎动物细分:⑤ 虾身体和附肢分节、有外骨骼,属节肢动物(但不是昆虫);⑥ 珊瑚虫有口无肛门,属腔肠动物。易错:海豚常被误答成鱼类,扬子鳄常被误答成两栖类,要牢记「胎生哺乳看哺乳类」「终生用肺加坚韧卵壳看爬行类」这两条判据。
难点与易错点
- 按生活环境分类:鲸在水里却是哺乳类,龟在水里却是爬行类。
- 把蝙蝠当鸟:会飞不等于鸟类,体表有毛加胎生哺乳才是关键。
- 误把蜘蛛、虾当昆虫:昆虫必须是三对足、一对触角、身体分三部分。
- 两栖动物的含义记错:指一生经历水陆两个阶段,不是「能在水陆都生活」。
- 漏掉恒温动物只有两类:鸟类和哺乳类,其余都是变温动物。
- 使用检索表跳步:必须从第一条依次判断,且每步只看一个特征。
生活中的应用
- 西湖里的鲫鱼与草鱼:都用鳃呼吸,水中溶氧不足时会浮到水面「浮头」。
- 西溪湿地的白鹭:属鸟类,长喙长腿适合在浅水中捕鱼,是湿地生态的指示物种。
- 梅雨季雨后蚯蚓爬到路面:土壤被水淹后缺氧,蚯蚓靠体壁呼吸只能爬出。
- 餐桌上的虾蟹要剥壳:那层壳是节肢动物的外骨骼,能保护身体但限制生长,所以它们要蜕壳才能长大。
生活应用题 1 · 钱塘江里的「江猪」是鱼吗
老渔民把江豚叫作「江猪」,说它常常浮出水面「喘气」,还会带着小崽游。请判断江豚属于哪一类动物,并写出三条依据。
分步解:
- 依据一 · 呼吸方式:它必须浮出水面呼吸,说明用肺而不是鳃,排除鱼类。
- 依据二 · 生殖方式:「带着小崽游」说明是胎生并有哺乳行为,这是哺乳动物的本质特征。
- 依据三 · 体温:江豚体温恒定,不随水温变化,符合恒温动物特征。
- 答:江豚属于哺乳动物。归纳:判断动物类别不能看生活环境和外形,要看呼吸器官、生殖方式和体温这几条内在标准。
生活应用题 2 · 杭州动物园的检索表怎么用
某展区检索表如下:① 体表有羽毛 → 甲;体表无羽毛 → 转 ②。② 体表有毛、胎生 → 乙;体表无毛 → 转 ③。③ 终生用鳃呼吸 → 丙;幼体用鳃、成体用肺 → 丁。现有孔雀、猴、金鱼、牛蛙四种动物,请对应甲乙丙丁。
分步解:
- 孔雀:体表有羽毛,第 ① 步即判定为甲(鸟类)。
- 猴:无羽毛,转 ②;体表有毛且胎生,判定为乙(哺乳类)。
- 金鱼:无羽毛无毛,转 ③;终生用鳃呼吸,判定为丙(鱼类)。
- 牛蛙:无羽毛无毛,转 ③;幼体(蝌蚪)用鳃、成体用肺,判定为丁(两栖类)。
- 答:甲—孔雀,乙—猴,丙—金鱼,丁—牛蛙。要点:使用检索表必须从第一条开始逐条判断,不能凭印象直接跳到某一条。
考点
- 选择题:判断某动物所属类别(鲸、蝙蝠、龟、蜘蛛是高频陷阱)
- 填空题:写出脊椎动物五类的呼吸器官、体温和生殖方式
- 填空题:昆虫的三大特征、节肢动物与昆虫的关系
- 实验题:用二分法或检索表对若干动物分类
- 实验题:观察蚯蚓的结构、爬行方式与保持体表湿润的原因
中考真题
下列关于动物类别的说法正确的是( )
A. 鲸生活在海洋中,属于鱼类 B. 青蛙成体只能生活在水中 C. 蜘蛛有四对足,不属于昆虫 D. 龟是两栖动物
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逐项分析:A 错,鲸用肺呼吸、胎生哺乳、恒温,属哺乳类;B 错,青蛙成体能在陆地生活,用肺兼皮肤呼吸,只是繁殖离不开水;C 对,昆虫为三对足,蜘蛛四对足且身体分两部分;D 错,龟终生用肺呼吸、卵有坚韧卵壳,属爬行类。
答案:C。要点:本题四个选项集中考查「不能按环境和外形分类」这一核心思想。
小科把蚯蚓放在干燥的滤纸上,一段时间后蚯蚓活动明显减弱。请解释原因,并说明观察蚯蚓时应注意什么。
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第一步 · 找出原因:蚯蚓没有专门的呼吸器官,靠湿润的体壁完成气体交换。体表变干后,氧气无法溶解并透过体壁进入体内,蚯蚓因缺氧而活动减弱。
第二步 · 说明注意事项:观察过程中要经常用湿棉球擦拭蚯蚓体表,保持湿润;观察时间不宜过长,结束后应把蚯蚓放回潮湿的土壤中。
第三步 · 归纳:这个现象说明生物的结构与其生活环境相适应——蚯蚓的呼吸方式决定了它只能生活在潮湿的土壤里。