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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流海洋生物学.精品文档.海洋生物的种类 迄今为止,在海洋中发现的生物约有100多万种,包括海洋微生物,海洋植物和海洋动物。海洋微生物:海洋病毒,海洋细菌和海洋真菌。海洋植物:海藻和海洋种子植物 海藻分为微藻和大型藻类,大型藻类包括绿藻,轮藻,褐藻和红藻; 海洋种子植物包括海草类和红树林。浮游动物 一类经常在水中浮游,本身不能制造有机物的异养型无脊椎动物(桡足类)和脊索动物幼体的总称。也包括阶段性浮游动物,如底栖动物的浮游幼虫和游泳动物(如鱼类)的幼仔、稚鱼等底栖生物 生活在江河湖海底部的动植物。按生活方式,分为营固着生活的、底埋生活的、水底爬行
2、的、钻蚀生活的,底层游泳的等类型。游泳动物 海水中能够自由游泳,快速迁徙,主动捕食或躲避敌害的种类海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学,是海洋科学的一个主要学科,也是生命科学的一个重要分支。藻类主要特征:1. 藻类是低等植物,分布广,绝大多数生活于水中 。2. 个体大小相差悬殊,小球藻 3-4m ,巨藻长 60m。3. 具叶绿素,能进行光合作用的自养型生物 (autotrophic- plant)。4. 没有真正的根、茎、叶的分化,又称叶状体植物。5. 繁殖器官简单,以单细胞的孢子或合子进行繁殖,无胚,又叫孢子植物 (spore plant)。 总之,藻类是无胚而具叶绿素的自养叶
3、状体孢子植物。藻类的繁殖方式可分为3种:n 营养繁殖(vegetative reproduction)n 无性繁殖(asexual propagation) n 有性繁殖(sexual propagation) 营养繁殖:不经过任何生殖细胞(配子或者孢子)而进行的繁殖方式。养料充足、温度适合环境中进行。无性(孢子)繁殖: 通过产生不同类型的孢子来进行繁殖。产生孢子的母细胞叫孢子囊,孢子不需要结合,一个孢子可长成为一个新的植物体1. 动孢子(Zoospore) 又称游泳孢子。动孢子细胞裸露,有鞭毛,能运动。2. 不动孢子(aplanospores) 又称静孢子。孢子有细胞壁,无鞭毛,不能运动。不
4、动孢子在形态构造上和母细胞相似的称为似亲孢子(autospore)。3. 厚壁孢子(akinetes) 又称原膜孢子或厚垣孢子。有些藻类在生活环境不良时,营养细胞的细胞壁直接增厚,成为厚壁孢子;有些种类则在细胞内另生被膜,形成休眠孢子(hypnospore)。它们都要经过一段时间的休眠,到了生活条件适宜时,再行繁殖。 有性繁殖:通过生殖细胞(配子)的结合形成合子,合子萌发(经减数分裂)形成新的植物体,或由合子产生孢子,再由孢子萌发成新个体。配子形成合子,有四种类型:同配生殖;配子的形态和机能相同,没有性分化不明显。 异配生殖;一种是生理的异配生殖,参加结合的配子形态上并无区别,但交配型不同,只
5、有不同交配型的配子才能结合。另一种是形态的异配生殖,参加结合的配子形状相同,但大小和性表现不同。卵配生殖;卵配生殖。相结合的雌雄配子高度特化,其大小、形态和性表现都明显不同,成为卵和精子。 接合生殖:是静配子接合,即静配同配生殖。它由两个成熟的细胞发生接合管相接合或由原来的部分细胞壁相结合,在接合处的细胞壁溶化,两个细胞或一个细胞的内含物,通过此溶化处在接合管中或进入一个细胞中相接合而成合子。这种接合生殖是绿藻门接合藻目所特有的有性生殖方法。 生活史(生活周期): 指某种生物在整个发育阶段中所经历的全部过程,或一个个体从出生到死亡所经历的各个时期。藻类生活史分4种类型(根据生殖类型):n 营养
6、生殖型; n 无性生殖型(孢子生殖型) ; n 有性生殖型:单相型,双相型; n 无性和有性生殖混合型:无世代交替,有世代交替。在有世代交替的生活史中,如果配子体和孢子体的形态结构上基本相同的,称为同形世代交替,如石莼Ulva、刚毛藻Cladophola;如果配子体和孢子体的形态和结构不相同的,称为异形世代交替。如萱藻Scytosiphon、海带Laminaria和裙带菜Undaria等,前者配子体占优势,后两者孢子体占优势。植物生殖方式的演化是沿着营养生殖、孢子生殖、有性生殖的方向发展。因此植物生活史的演化顺序则对应是营养生殖型、孢子生殖型、有性生殖型、孢子减数分裂型。 海带的生活史有明显的
7、世代交替.孢子体成熟时,在带片的两面产生单室的游动孢子囊,游动孢子囊丛生呈棒状, 孢子母细胞经过减数分裂及多次普通分裂,产生很多单倍侧生双鞭毛的同型游动孢子.孢子落地后立即萌发为雌,雄配子体.雄配子体是十几个至几十个细胞组成分枝的丝状体,其上的精子囊由1个细胞形成,产生1枚侧生双鞭毛的精子,构造和游动孢子相似.雌配子体是由少数较大的细胞组成,分枝也很少,在24个细胞时,枝端即产生单细胞的卵囊, 内有1枚卵.成熟时卵排出,附着于卵囊顶端,卵在母体外受精,形成二倍的合子.合子不离母体,几日后即萌发为新的海带. 海带的孢子体和配子体之间差别很大,孢子体大而有组织的分化,配子体只有十几个细胞组成.这样
8、的生活史称为异形世代交替紫菜生活史紫菜的一生由较大的叶状体(单倍体配子体世代)和微小的丝状体(双倍体孢子体世代)两个形态截然不同的阶段组成。叶状体行有性生殖,由营养细胞分别转化成雌、雄性细胞,雌性细胞受精后经多次分裂形成果孢子,成熟后脱离藻体释放于海水中,随海水的流动而附着于具有石灰质的贝壳等基质上,萌发并钻入壳内生长。成长为丝状体。丝状体生长到一定程度产生壳孢子囊枝,进而分裂形成壳孢子。壳孢子放出后即附着于岩石或人工设置的木桩、网帘上直接萌发成叶状体。此外,某些种类的叶状体还可进行无性繁殖,由营养细胞转化为单孢子,放散附着后直接长成叶状体。单孢子在养殖生产上亦是重要苗源之一。海洋贝类繁殖类型
9、:卵生型:极大多数瓣鳃纲贝类及少数原始腹足纲贝类,在繁殖季节雌雄个体将精卵排放到海水中,精子和卵子在海水中发育变态形成一个个体。幼生型:某些瓣鳃类卵细胞在母体的鳃腔内受精孵化形成一个个面盘幼虫,然后在海水中继续发育形成一个个体。如:蚌、密麟牡蛎卵胎生型:极大多数腹足纲,往往有交尾活动,母体排出卵块、卵袋,其中有的几个、几十个受精卵,受精卵在卵袋、卵块内孵化发育,变态形成个体后在离开。与胎生的区别,幼体自己吸收营养(卵黄)受精卵经过多次分裂,形成很多分裂球的过程,称为卵裂。 卵裂形成的细胞,称为分裂球或卵裂球(blast onere)。卵裂与一般细胞分裂不同: 是一系列迅速的细胞分裂;卵裂时细胞
10、不会生长,只是被分割成很多小细胞;每次分裂之后,卵裂球未及长大,又开始新的分裂。卵裂类型:1.完全卵裂:卵裂面将受精卵完全分开,卵裂球大小相差不多,一般少黄卵(均黄卵)都为全裂。中量端黄卵也进行全裂,但动、植物极卵裂球大小相差较多,如多数两栖类、肺鱼。卵裂是有规律地按一定形式进行,在32细胞前细胞多成倍增加,其后渐不规则。全裂类型较多.根据卵裂时分裂成的卵裂球大小可以将完全卵裂分为:1.1均等卵裂(equal cleavage) 卵黄少,分布均匀, 卵裂时形成的卵裂球大小相等,如文昌鱼。 1.2 不等分裂(unequal cleavage)卵黄分布不均匀,形成的分裂球大小不等,如软体动物、蛙类
11、等。2. 不完全卵裂(partial cleavage) 分裂只限于卵的表面者。多黄卵进行这种卵裂,由于卵含大量卵黄,卵裂面不能通过整个卵,卵裂仅在卵的细胞质部分进行。 2.1 盘裂(discal cleavage) 卵裂仅在动物极的胚盘(blastoderm)上进行,胚盘下的大量卵黄部分不分裂,如软体动物中的头足类(乌贼)、软骨鱼、硬骨鱼、爬行类和鸟类。2.2 表面卵裂(peripheral cleavage) 分裂只限于卵的表面者,如昆虫卵。 卵黄集中于卵的中央,最初几次卵裂只是细胞核在卵黄里的原生质岛中进行,细胞核达到一定数目、进入卵黄四周的卵质中,在表面继续进行分裂根据卵裂球排列形式,
12、完全卵裂又可以分为主要有:辐射型卵裂,如棘皮动物、文昌鱼;螺旋卵裂,如部分软体动物、多毛类环形动物;两侧对称型卵裂,如海鞘;不规则型卵裂,有些卵最初是螺旋型,以后又改为两侧对称型,如某些环节动物;有的卵裂程序不规则,初期的卵裂球的分裂即不同步,出现了3细胞期,如大多数哺乳动物。哺乳动物卵裂至1664细胞期,形成多细胞实心球体,为典型的桑椹胚。 贻贝的胚胎发育担轮幼虫:为海产环节动物和软体动物的个体发育过程中的幼虫期。外形略似陀螺,在“赤道”处常有口前纤毛环轮(前担轮)和位于口后的口后纤毛环轮;顶端还常有成束的纤毛。体内是原肾管和原体腔。在海水中营漂浮生活,后经变态形成成体面盘幼虫:软体动物海产
13、间接发育种类的第二幼虫期,由担轮幼虫发育而来。通常为担轮幼虫胚体顶端细胞加厚,呈椭圆盘状,形成面盘。其四周细胞被有纤毛,并形成贝壳D型幼虫(直线铰合幼虫):胚体两侧覆盖2片透明的贝壳,在背部直线的铰合,有口前纤毛轮形成面盘,形成前、后闭壳肌,依靠面盘进行浮游生活。鱼类的性成熟年龄是种的特性之一,和种生长特性以及对于生活环境条件的适应特点有着密切的关系,大体上可分为三种类型:低龄性成熟类型 性成熟年龄为l龄或1龄以下。例如洄游性的香鱼为1龄性成熟;热带与亚热带性的罗非鱼仅23月龄即达性成熟。 高龄性成熟类型 性成熟年龄在10龄左右或更高。这类鱼性成熟的体长比较大。它们往往生活在较高纬度,或年生长
14、量较低。鲟形目鱼类大多属此类型,例如黑龙江鳇在1520龄时才性成熟;有些大型鲨鱼性成熟也很晚中等年龄性成熟类型 大多数鱼类属这类型,性成熟年龄为23龄或45龄。鱼类的性周期:鱼类达到性成熟后,性腺周期发育,此发育周期就是性周期。配子的结构与配子的发生精子的形态头部:精子的头部是激发卵子和传递遗传物质的部分,其头部形态各种鱼类各不相同,其中硬骨鱼类精子的头部为圆球形。精子头部主要由顶体和细胞核(精核)组成。其中顶体位于头部的最前端,实际上是一个大溶酶体,其中含有大量的溶酶体酶,在受精过程中可将其溶酶释放到精卵接触处,可促进精子入卵,所以精子的顶体在精子入卵过程中起着重要作用。硬骨鱼类精子的头部无
15、顶体,这与硬骨鱼类卵膜有卵膜孔有关。 颈部:精子的颈部很短,位于头尾之间,其中央有中心粒,周围有九条纵行的粗纤维延续至尾部(中段、主段),颈部极易断裂,当精子入卵后颈部断裂,头尾分离。 尾部:分为中段、主段和末段。中段较短,中央是轴丝,轴纤丝横切面的微管排列是92式,即中心有一对由中央鞘包裹着的微管,外围环绕以两两连接在一起的9组微管二联体。轴丝外有螺旋线粒体鞘,为精子运动提供能量;主段较长,轴丝外无线粒体鞘;末段仅有轴丝,外围有质膜。精子的发生精子是在精巢内形成的,其形成过程要经过以下三个时期:1、增殖期:是指原始生殖细胞(精原细胞)经过有丝分裂不断增加其数量,并进一步分裂成初级精母细胞的过
16、程。精子的发生是在精小叶的精小囊内进行的,精小囊内的精原细胞经有丝分裂形成两个新的精原细胞,其中一个与原来的精原细胞相同,暂不分裂,而贮存下来,但仍具有分化能力,留做种用;另一个则连续经过四次有丝分裂形成16个初级精母细胞。 2、生长期:初级精母细胞形成后,需要经过一个很长的生长期才能发育成熟,这个时期相当于鱼苗形成后至性成熟这个阶段。在生长期内,初级精母细胞将不断吸收大量的营养物质,增加细胞内的营养贮存,并将其同化为细胞本身的原生质,因此细胞体积不断增大。细胞核内DNA不断进行复制,染色质逐渐转变成粗大的染色体,使初级精母细胞不断发育成熟进入成熟期。 3、成熟期:此期的主要特征是初级精母细胞
17、连续进行两次成熟分裂。初级精母细胞经过上述生长期进入成熟期后,就开始了成熟分裂过程。这一时期初级精母细胞要连续进行两次成熟分裂过程,第一次成熟分裂为减数分裂,这一次分裂过程中染色体不纵裂,而平均分配到新形成的两个次级精母细胞中,所以次级精母细胞的染色体为单倍体,数量减半。然后次级精母细胞再进行第二次成熟分裂,形成两个更小的精子细胞。这次分裂为普通的有丝分裂,其单倍体经过纵裂而分离,并平均分配到两个精子细胞中,所以,精子细胞的染色体数目与次级精母细胞一样,仍为单倍体。精子细胞变形形成精子的过程在这一时期,精子细胞不再分裂,但其形态却发生一系列复杂的变化。首先是核浓缩,高尔基体移向核的前部形成顶体
18、。两个中心粒移向核的后部并发出轴丝形成尾部的中轴,线粒体移向尾部中段形成螺旋膜包绕尾部中轴,即由一个圆小的精子细胞变成一个具有鞭毛的精子卵子的形态卵子的形态构造:卵子由卵质、卵核和卵膜几部分组成。1、卵质:即卵子的细胞质,卵子细胞质极为丰富,其中含有丰富的卵黄物质,卵黄物质是胚胎发育的重要营养物质。尤其卵生动物,如鱼类、禽鸟类等都具有十分丰富的卵黄物质。 2、卵核:即卵子的细胞核,也由核膜、核质、核仁和核染色质四部分组成。成熟卵子的卵核移向卵子的一侧形成动物极。 3、卵膜:即被覆在卵子外面的膜状结构,分为三层:初级卵膜:又称卵黄膜,实际上是卵子的细胞膜。光镜下可见这一层卵膜的表面形成有辐射状纹
19、构成的辐射带,电镜下可见这种辐射状纹由许多微绒毛组成。这种特殊结构的形成有利于卵子与周围环境进行物质交换。 次级卵膜:又称绒毛膜,是由卵巢内滤泡细胞分泌形成的一种非蛋白物质,如鱼类粘性卵表面的粘性物质即是。除粘性卵外,其余的漂浮性卵和卵胎生鱼类的卵均无次级卵膜。 三级卵膜:由输卵管腺分泌产生的保护性和营养性物质,如禽类外面的蛋白膜、壳膜均是。胎生动物和硬骨鱼类的卵多无此层卵膜。 成熟系数 成熟系数是指性腺重量和鱼体重量(或去内脏后的体重)的百分比,是衡量性腺发育的主要指标,其计算公式为: 成熟系数=性腺重/体重(去内脏后的体重)100 一般来说,成熟系数越高,性腺发育越好。 精巢,卵巢的分期(
20、6期法)。 “亲鱼已经成熟”指性腺达,经催产能正常成熟排卵反应的鱼。“卵子成熟”指第时相的卵,在卵襄内呈流动状态。卵细胞排出滤泡膜,成为卵襄内流动的成熟卵,这个过程叫“排卵”。在适合的条件下,已经完成成熟和排卵,处于游离状态的卵子从鱼体内自动产出,这称为产卵。 鱼类的生殖方式有卵生、卵胎生和胎生三种类型鱼类的受精方式有两种,极大部分卵生鱼类行体外受精,亲体分别把精卵排入水中;少数卵生鱼类如一些鲨、鳐类行体内受精,而所有卵胎生和胎生鱼类则行体内受精鱼类的性比是指雌雄比例。 鱼类一般为雌雄异体,许多鱼类在外形上难以区别性别,但是有很多鱼类能够凭借外部特征来辨别雌雄,这就是所谓的雌雄异形。雌雄异形通
21、常由第一性征与第二性征所决定,前者主要指与繁殖活动有直接关系的特征,例如雄孔雀鱼臀鳍前端变异的交配器;后者主要指与繁殖活动无直接关系的特征,例如许多鱼在生殖季节出现鲜艳色彩,很多金鱼在生殖季节所出现的珠星(追星)。个体大小,多数鱼同龄者雌性比雄性大 性逆转 性成熟前为一种性别,性成熟后为另一种性别。黄鳝是最典型的例子。石斑鱼类也有同样现象,幼鱼到性成熟期为雌性,以后就转变为雄性。根据鱼卵的比重可将鱼卵区分为两种类型。浮性卵 卵的比重小于水,能在水面飘浮,大多无色透明。海水鱼类多数产浮性卵,卵通常具油球;少数鱼也产沉粘性卵或缠络性卵。 沉性卵 卵的比重大于水,依卵黄周隙的大小和粘性状况,又可分成
22、以下三种:漂流性卵:这类卵产出后即吸水膨胀,出现较大的卵黄周隙,但比重仍稍大于水。鲤科中草、青、鲢、鳙等不少种类产此类型卵。它们在静水中下沉到底部,在江河水流中则悬浮在水层中不断漂流,所以也可称为半浮性卵。 粘性卵:卵的比重大于水,卵膜外层具有粘性物,产出后能粘附在水草等物体上,而不沉入水底。鲤、鲫、团头鲂和鲶鱼等鱼卵有粘胶性物质,遇水后粘附在水草等物体上。普通沉性卵:卵的比重大于水,但无粘性,或粘性很小,卵黄周隙较小,产出后沉于水底。鳇、鲟、鲑鳟及鳅科鱼类等产这种卵。 鱼类发育阶段的划分及变态 从仔鱼孵出起以至衰老的整个胚后阶段可划分为下列发育时期: 1、仔鱼期 当鱼苗从卵膜孵出,开始在卵膜
23、外发育,进入仔鱼期。此期是由内源营养转变为外源营养的时期,包括两个分期:前仔鱼期 从孵出到卵黄囊吸收完毕。此期鱼体依靠卵黄营养,不能主动摄食。 后仔鱼期 自卵黄囊吸收完毕开始,发育至具有一定数量的鳍条为止。此期是主动营养的早期阶段。2、稚鱼期 为鱼体形态结构迅速发育的时期。自鳍的发育完毕起,至鳞被发育完成为止。通常是指孵出不超过一个月的鱼体。3、幼鱼期 从稚鱼期结束,到具有一定的斑纹色彩,外形和成鱼相似为止。通常是指未达性成熟的当年鱼。4、未成熟期 从幼鱼期结束起,到性成熟为止。在此期中鱼体的形态结构与成熟鱼相同,仅性腺正处在发育中,尚未进行首次繁殖活动。 5、成鱼期 自性成熟起,鱼体己具备生
24、殖能力,在每年的一定季节进行生殖活动。不少种类具有第二性征。6、衰老期 进入此期的标志是性机能衰退,生殖力显著降低,长度生长极为缓慢。海水鱼类的变态 发育至某一时期时发生急剧的变化,改变成成鱼的形态,这称之为变态。比较显著的变态鱼类有下列几种: 鳗鲡的变态 鳗鲡目鱼类在仔鱼期要经过一个无色透明的柳叶状态阶段,经过变态后鱼体变成棍棒形。部分鲱形目鱼类也有类似变态。 鲽形目的变态 鲽形目鱼类在后仔鱼期之前是普通鱼左右对称的形态,当后仔鱼期终了时发生变态,头颅骨发生扭曲, 一侧的眼移到头顶乃至到达另一侧,鱼体变态成左右不对称的体形,最终口、齿、体色、鳍等左右均不对称。洄游是鱼类的一种周期性、定向性和
25、群集性的迁徒运动。鱼类依靠洄游来寻找它在生活的某一时期所需要的特定环境。生殖洄游:鱼类生殖腺发育成熟的一定时期内,沿着一定的路线寻找产卵场所。由深海游向浅海和近海产卵,如大、小黄鱼。由海洋游向江河作溯河洄游,如鲥鱼、大马哈鱼等。由江河游向海洋作降海洄游,如鳗鲡。索饵洄游:鱼类以寻找食物为主所作的洄游。其路线、方向和时间受饵料生物波动的影响较大,不像生殖洄游那么稳定越冬洄游:越冬洄游是指离开摄食区到越冬区的行为。这发生在有越冬区的鱼类。鱼类进行越冬的目的为离开摄食区,到另一环境因子较佳且利于防御掠食者的地方。对洄游鱼类来说,这通常是产卵洄游的开端。例如草鱼在秋季结束摄食后,离开湖泊而聚集在河下游
26、的凹洞中。海洋动物生理研究鱼类与光、声、电的适应 对声音的反应听觉器官仅有内耳,由半规管、椭圆囊和球状囊,瓶状囊组成,主要是平听觉和平衡觉。硬骨鱼类的鲤形目鱼类具有特有的韦氏小骨,由前3块躯干椎的一部分演化而来,可将鳔内气体的振动传给内耳的淋巴系统,从而产生听觉。鱼类只有内耳(inner ear)。体表不见耳痕。内耳(即膜迷路membranous laby rinth)中有听斑(macula),能感受音响;有耳石(otolith),能调节平衡。听嵴和听斑内耳各腔的内面,有感觉细胞,在壶腹内的感觉上皮形成听嵴,在椭圆囊和球囊内的感觉上皮称为听斑,其基本结构与侧线的感觉器相类似。耳石内耳腔内由各囊
27、的内壁分泌而成的固体,其成分为石灰质,表面有珐琅质。耳石的形状,大小因种类而异,并随年龄 的增加而增加,鱼体生长的继续,耳石也成层地增大,故可借耳石与其它构造相对照,研究鱼类的年龄和生长. 鲤形目鱼类的前3块躯椎的一部变化成为韦伯氏器。鳔的前端与韦氏小骨相连,3块小骨中的三脚骨和鳔壁相接触,另一端以舟骨通内耳的围淋巴腔。水内的声波可以引起鳔内气体同样振幅的波动,借韦氏小骨传导到内耳,从而产生类似于陆生脊椎动物的听觉鱼类内耳的重要机能之一是平衡作用.平衡的中心在内耳的上部,即椭圆囊和半规管. 如果切除椭圆囊和半规管,鱼就完全失去平衡,游泳时不能定向,但不影响听觉. 如果切除内耳的下部(球囊),就
28、不会引起平衡的失调. 内耳的另一重要作用是听觉, 鱼对外界的声响有一定的感觉和反应,一般能感觉较低频率的声波,不如高等脊椎动物发达.鱼类对声音的感觉主要与内耳下部球状囊瓶状囊综合体有联系,即听觉的产生主要在球囊里的听斑,瓶状囊内也有听斑能感受声波. 脊椎动物鱼类及水生两栖类特有的沟状或管状皮肤感觉器称为侧线,管内充满粘液,感觉器即浸润在粘液里。当水流冲击鱼体时,影响管内粘液,把外来刺激传给感觉细胞,再通过感觉神经纤维传至神经中枢。硬骨鱼类头部侧线管常埋在膜骨内。体侧管道每隔一定距离在侧线鳞上穿孔与外界相通,有听觉、感觉水流和定方位等功能。 侧线器官的主要作用: 1、感觉水流 这种装置一般认为能
29、察知低频率的振动,所以可以判断水波的动态、水流的方向、周围生物的活动情况以及游泳途中的固定障碍物(如河岸、礁石)等等。鱼类有此感觉能力,即使在昏暗中游动,也不至方向不明或与外物相撞。有人报道一种盲眼刺鱼能顺利捕食在它周围活动的小鱼,如果把这种刺鱼的侧线破坏,则捕食反应即行消失。 2、确定方位 在水环境时单凭视觉不能正确测得物体的方位,而侧线能协同视觉测定远处物体的位置。 3、辅助趋流性定向许多鱼体逆游游泳,即所得趋流性反应,鱼可以用抵销水流的速度作逆流游泳,而能停留在河中一定的位置,所以也可认为侧线是鱼类趋流性的辅助器官. 4、感受低频率声波海洋发光生物:自身具有发光器官、细胞(包括发光的共生
30、细菌),或具有能分泌发光物体腺体的海洋生物的统称。海洋中能发光的生物种类繁多,有浮游生物、底栖生物和游泳动物。它是化学发光的一种类型,是化学能转换为辐射能过程中放射出的可见光,因为散发的热量非常少,又称为冷光。 发光类型可分为细胞内发光和细胞外发光两类。海洋动物发光的生物学意义:一,诱捕食物,二,吸引异性,三,种群联系,四,迷惑敌人 利用光学原理隐蔽自身策略一皮肤里鸟嘌呤晶体反射光线,使鱼体具有金属色泽 策略二 腹部发光器大多数深海发光动物的腹部都具有发光器,当深海鱼腹部的发光器作用时,能模拟光线筛入水面时的粼粼波光,让从下方往上看的捕食者视觉混淆,达到迷惑敌人,保护自己的作用。 鱼类的渗透压
31、调节淡水鱼类海水硬鱼类海水软骨鱼类肾脏肾脏:鱼类主要的排泄器官,在发生上经过前肾和中肾两个阶段。前肾是鱼类胚胎时期的主要泌尿器官。绝大多数鱼类成体前肾退化,不具泌尿机能,残留部分称为头肾。中肾为鱼类成体的泌尿器官。包括:肾小管和肾小体。肾小管不按节排列。肾小体(马氏体)由肾小球囊(鲍氏囊)和肾小球(血管小球)组成。1、肾小管的重吸收,将过滤液中的水分、葡萄糖、氨基酸及有固离子钠、钙、镁、氯等大部分重吸收回血液。2、板鳃类的尿素是调节渗透压的重要因素,因此,它的肾小管有一段特殊部分,能收回尿素,同时盐分也大部分回收。肾脏的另一个重要作用是调节体内的渗透压,使之保持恒定。淡水环境下,外界渗透压小,
32、导致鱼体不断吸水。淡水鱼类有由数目众多的大型肾小体和肾小球组成的肾脏,当它们的体液和血液的浓度高于水环境时,肾脏能不断地排出尿液(体内过多的水分)。肾小管对水重吸收小,对盐重吸收强。 海水环境下,外界渗透压大,导致鱼体不断向外渗水。为适应环境,海产硬骨鱼类大量吞饮海水,同时,为防止体内失水,海产鱼类的肾小球多退化或完全消失。使排出与体液等渗的尿量减少。海产软骨鱼类利用尿素和氧化三甲胺维持体内的渗透压,其肾小管有很强的重吸收尿素和氧化三甲胺的能力。 每根鳃裂以鳃弓为支架,每一鳃弓对生两排鳃片,每一排鳃片有象梳齿状排列的鳃丝组成。鳃丝两侧排列着很多细小的片状突起,称为鳃小片。 盐腺部分鸟类和爬行类
33、所具有的排盐腺体。多位于眶部,分泌物的主要成分是氯化钠。 鱼类神经内分泌调节脑垂体脑垂体hypophysis 位于丘脑下部的腹侧,为一卵圆形小体,其形状大小在各种动物各不相同。是身体内最复杂的内分泌腺,根据发生和结构特点,垂体可分为腺垂体和神经垂体两大部分腺垂体是脑垂体中的主要分泌腺,神经垂体与下丘脑直接相连,因此两者是结构和功能的统一体。 垂体后叶含有加压素和催产素这两种激素,垂体前叶能够产生六种激素,它们是促甲状腺激素(TSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、促卵泡成熟激素(FSH)、促黄体生成激素(LH)、生长激素(GH)和催乳激素(LTH)。 真骨鱼类的腺垂体亦有催乳素分泌细胞、促甲状
34、腺素分泌细胞、促肾上腺皮质素分泌细胞、一种或两种促性腺激素 (GtH)分泌细胞FSH分泌细胞和LH分泌细胞、生长激素分泌细胞和分泌黑素细胞刺激素细胞。Gonadotropins hormone GtH 促性腺激素由脑垂体腺垂体产生,可以调节脊椎动物性腺发育,促进性激素生成和分泌的糖蛋白激素。 性激素(性类固醇激素)性激素是指由动物体的性腺,以及胎盘、肾上腺皮质网状带等组织合成的甾(zi)体激素,具有促进性器官成熟、第二性征发育及维持性功能等作用。下丘脑能通过下述三种途径对机体进行调节:由下丘脑核发出的下行传导束到达脑干和脊髓的植物性神经中枢,再通过植物性神经调节内脏活动;下丘脑的视上核和室旁核
35、发出的纤维构成下丘脑垂体束到达神经垂体,两核分泌的加压素(抗利尿激素)和催产素沿着此束流到神经垂体内贮存,在神经调节下释放入血液循环;下丘脑分泌多种多肽类神经激素对腺垂体的分泌起特异性刺激作用或抑制作用,称为释放激素或抑制释放激素。 GnRH (Gonadotropin-releasinghormone) 促性腺激素释放激素,是一个含有6个官能团的十肽 。由下丘脑产生,作用于垂体前叶(腺垂体)的GnRH受体,促使垂体合成并释放促性腺激素(LH、FSH)。GRIH 促性腺激素抑制激素Gonadotropin releasing-inhibitinghormone 多巴胺(DA)是一种抑制促性腺激
36、素释放的因子。*理解,熟记鱼类性腺发育成熟的神经内分泌调节示意图鱼类生长的神经内分泌调节生长激素的分泌受神经内分泌的双重调节,即下丘脑分泌的生长激素释放因子(GRF)和生长激素抑制因子(SRIF)对生长激素的双重神经内分泌调节.生长激素 脑垂体前叶分泌的能促进身体生长的一种激素。1.生长激素能通过促进肝脏产生生长激素介质间接促进生长期的骨骺软骨形成,促进骨及软骨的生长,从而使躯体增高。2.生长激素对中间代谢及能量代谢也有影响,可促进蛋白质合成,增强对钠、钾、钙、磷、硫等重要元素的摄取与利用,3.同时通过抑制糖的消耗,加速脂肪分解,使能量来源由糖代谢转向脂肪代谢。 生长激素释放因子 growth
37、 hormone-releasing factor,GRF 由下丘脑分泌产生的多肽,它直接刺激脑腺垂体的生长激素(GH)分泌细胞,促进GH的分泌。生长激素释放抑制因子(somatotropin release inhibitory factor,SRIF)。下丘脑分泌的一种多肽激素。由14个氨基酸组成。是一个多功能的抑制激素,不仅抑制生长激素的分泌释放,而且能抑制胰岛素、胰高血糖症及肢端肥大症。 SRIF及其受体的分布非常广泛,在脑,外周神经系统及消化道都有分布,但下丘脑视前区被认为是SRIF产生的最主要部分。胰岛素样生长因子 insulin-like growth factors, IGFs
38、 胰岛素样生长因子家族有三种肽类激素(或生长因子):胰岛素(Ins)、IGF-、IGF-。 生长激素通过肝脏生长激素受体促进肝脏IGF-基因的表达从而促进IGF-的合成和释放;IGF-反馈抑制垂体生长激素的释放。血清IGF-的浓度和血清生长激素水平在24小时内大致平行。 *理解,熟记鱼类生长的神经内分泌调节示意图引种 就是将一种新作物品种从现有的分布区域或养殖区域人为地迁移到其他地区养殖的过程;也就是从外地引进本地尚未养殖的新的动植物种类、类型和品种。简单引种:由于生物本身的适应性广,以致于不需要改变遗传性就可以适应新的环境条件,或者是该生物原分布区域与引入地的自然条件差异较小,或引入地的生态
39、条件更适合该生物的生长。驯化引种:新品种本身适应性很窄,或引入地的生态条件与原产地的差异太大,使该生物无法正常生长甚至死亡,需要经过一定的驯化,如:结合杂交、诱变、选择等改良生物的措施,逐步改变其遗传性使之适应新的环境,从而达到引进品种正常生长的目的。驯化: 以改造某种生物野生性为目的,通过一系列实验措施,逐步改变其遗传性使之适应新的环境,从而在人工控制条件下正常生长的过程。引种驯化的意义 引种驯化是人工养殖作物的起源与演化的基础 扩大良种的养殖面积和延伸良种养殖界限 引种驯化是丰富并改变品种结构,提高生活质量的快速而有效的途径 引种驯化可为各种育种途径提供丰富多彩的种质资源引种驯化的遗传学原
40、理:P=G+E(P:引种效果;G:植物的适应性;E:原产地与引种地生态环境的差异)引种驯化的遗传学原理就在于引种效果同引入物种对环境条件的适应性的大小及其遗传相关。如果引种植物的适应性较宽,环境条件的变化在植物适应性反应规范之内,就是“简单引种”。反之,就是“驯化引种”。生态环境相似论生态环境 对海洋生物生长,发育,繁殖有明显作用的相关因素,分为生物和非生物两大因素。非因素生物1、气候因素 在引种地和引入地之间,主要气候因素要应相似,足以使引种的物种能够正常生长与发育,引种才易于取获得成功。换句话说,在气候条件或主要气候因素相同或相似的地区之间相互引种,容易获得成功。2、纬度与海拔 在纬度和海
41、拔相似的地区之间,由于主要气候因素相似,引种易于获得成功。高纬度: 冬季温度低,夏季日照长;低纬度: 冬季温度高,夏季日照短相近纬度的东西地区之间比较容易引种成功相关分子生物学技术聚合酶链式反应(PCR)概念步骤原理:变性、退火、延伸三步曲变性:双链DNA解链成为单链DNA退火(复性):部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸:以目的基因为模板,合成互补的新DNA链RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphism)限制片段长度多态性 *概念及原理 限制性内切酶 识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。RFLP组织配型检测主要包括4个步
42、骤:提取细胞总DNA,用限制性内切酶消化;凝胶电泳;将凝胶中分离好的DNA片段转移至尼龙膜上;经变性处理后用同位素标记的探针进行分子杂交。经放射自显影,得到显影带(bands)。即可得知分子量大小不同的DNA片段。 RAPD (Random Amplification Polymorphic DNA)随机扩增多态性DNA *概念及原理RAPD技术特点RAPD技术继承了PCR技术的优点,所以RAPD技术可以在对于所研究的物种没有任何分子生物学基础的情况下,对其进行DNA的多态性的分析,同RFLP,DNA指纹图谱法等其它DNA多态性技术相比,RAPD具有检测效率高,样品用量少,灵敏度高等特点和优势
43、, RAPD已经广泛地应用于农作物品种以及品系的鉴定品种和品系的遗传关系的确定,基因的定位和分离 ,够建基因图谱以及作物抗性育种等方面。 3大杂交海洋微生物【微生物的定义】包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类体形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞,甚至无细胞结构的低等生物的总称 【海洋微生物】以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。 三原界分类系统:【海洋病毒】 生活于海洋环境中仅含有核酸物质(DNA或RNA),寄生于活细胞中的一类不具备细胞形态的微生物。基本特征:(1)没有细胞结构;(2)只含有DNA或RNA和蛋白质外壳 ;(3)缺乏酶系统;(4)严格的细胞内寄生性,
44、在特定活细胞内寄生。海洋病毒 根据其宿主种类分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)。噬菌体】是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称,因部分噬菌体能引起宿主菌的裂解,故称为噬菌体。根据噬菌体与宿主细胞的关系可分为烈性噬菌体和温和性噬菌体。【烈性噬菌体】凡侵入细胞后,进行营养繁殖,导致细胞裂解的噬菌体称烈性噬菌体。【温和性噬菌体】噬菌体侵入细胞后,与宿主细胞 DNA 同步复制,并随着宿主细胞的生长繁殖而传下去,一般情况下不引起宿主细胞裂解的噬菌体,称温和性噬菌体。但在偶尔的情况下,如遇到环境诱变物甚至在无外源诱变物情况下可自发地具有产生成熟噬菌体的能力。 噬菌体的增殖步骤 5步
45、温和性噬菌体 整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体(原噬菌体)(prophage),带有前噬菌体基因组的细菌称为溶源性细菌(lysogenic bacterium)。前噬菌体偶尔可自发地或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期,产生成熟噬菌体,导致细菌裂解。温和噬菌体的这种产生成熟噬菌体颗粒和溶解宿主菌的潜在能力,称为溶源性(lysogeny)。 溶源性细菌有两个重要特性: (1)免疫性:原噬菌体产生一种阻遏蛋白,抑制同类噬菌体DNA的复制,因而能抵抗同类噬菌体的超感染。阻遏体蛋白除阻遏原噬菌体的基因组外,也同样能阻遏进入溶源菌的其他同型噬菌体的基因组,使其不能在该
46、细胞内复制,因此溶源性菌对同型噬菌体呈现一种特异的免疫现象。(2)可诱导性(溶源细胞的诱发裂解):自发几率极小(万分之一)。用某些适量理化因子,如紫外线或各种射线,化学药物中的诱变剂、致畸剂、致癌物或抗癌物、丝裂霉素C等处理溶源性细菌,都能诱发溶源细胞大量裂解,释放出噬菌体的粒子。溶源性细菌的复愈 溶源性细菌有时消失了其中的前(原)噬菌体,变成了非溶源细胞,这时既不发生自发裂解,也不发生诱发裂解,称为溶源细胞的复愈或非溶源化,这样的菌株称为复愈菌株(curing strain)。海洋细菌只在海洋中生活与繁殖的、不含叶绿素和藻蓝素的原核单细胞生物。螺旋菌螺旋不满1圈称为弧菌(vibrio),满2
47、6环称为螺旋菌(spirllum),旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)。 革兰氏染色法及分类细菌在海洋中分布广、数量多,是海洋微生物中最重要的成员。其数量分布特点是:平面分布:近海区的细菌密度较远洋区大,尤以内湾和河口区最大。沿岸地区由于营养盐丰富,适合细菌繁殖。随着离岸距离增加,海洋细菌密度递减。垂直分布:表层海水和水-底泥界面处的细菌密度较深层水大,底泥中的细菌密度一般较海水中大,泥土底质中的细菌密度一般高于沙土底质。在海洋调查中,有时发现某水层中的细菌数量剧增,出现不均匀的微分布现象。这种现象主要是由于海水中可供细菌利用的有机物质分布不均匀所引起,一般在之后常伴随着细菌数量的剧增。例如:赤潮海洋细菌的生理特性嗜盐性,嗜冷性,嗜压性,低营养性,趋化性与附着生长,多形性,发光性。极端环境(extreme environment)是指高等