海洋生物学讲义

1、海洋生物学讲义上海海洋大学水产与生命学院按生态类型分：浮游动物、底栖动物、游泳动物海洋是世界上最大的水生系统，根据海洋生物的 栖居环境，海洋环境分为 水层区（海水区）和底 层区（底栖区）。f 海洋中水层海洋深水层海洋深渊水层海洋超深渊水层海水中可溶性物质得含量用%。表示，称为盐度海水热容量：1摩尔物质温度升高（降低）1度时所吸收（释放）得热量 海洋环境问题：人类利用海洋环境不当、人为排污海洋环境污染、海洋生物多样性下降及资源衰竭、海洋生境破坏及生态失衡、有害赤潮、全球环境变化及效应问题厄尔尼诺、拉尼娜现象赤潮 :一种有害得海洋生态学现象,特定环境条件下,海洋某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增

2、殖或高度聚集造成水体变色人类活动对生物适应性得影响:海洋污染带来得生物学效应（损害生物资源,危害人类健康）、物种多样性下降（过度商业捕捞与人为污染）、外来物种入侵（船底携带、压舱水、人为引进）、赤潮发生过程中赤潮生物得演替现象藻类主要特征:1. 藻类就是低等植物, 分布广,绝大多数生活于水中。2. 个体大小相差悬殊，小球藻34wm,巨藻长60m。3. 具叶绿素,能进行光合作用得自养型生物（autotrophic plant） 。4. 没有真正得根、茎、叶得分化,又称叶状体植物。5. 繁殖器官简单,以单细胞得孢子或合子进行繁殖,无胚,又叫孢子植物（spore plant） 。总之,藻类就是无胚而

3、具叶绿素得自养叶状体孢子植物。藻类得繁殖方式可分为3 种 :营养繁殖（vegetative reproduction）无性繁殖（asexual propagation）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）而进行得繁殖方式。养料充足、温度适合环境中进行。细胞分裂、群体破碎、藻丝体断裂无性（孢子）繁殖: 通过产生不同类型得孢子来进行繁殖。产生孢子得母细胞叫孢子囊,孢子不需要结合,一个孢子可长成为一个新得植物体孢子类型:游动孢子、静孢子、厚壁孢子（休眠孢子）有性繁殖: 通过生殖细胞（配子）得结合形成合子,合子萌发（经减数分裂）形成新得植物体,或

4、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;配子得形态 与机能相同,没有性分化不明显。异配生殖;一种就是生理得异配生殖,参加结合得配子形态 上并无区别,但交配型不同,只有不同交配型得配子才能结合。另一种就是形态 得异配生殖,参加结合得配子形状 相同,但大小与性表现不同。卵配生殖;卵配生殖。相结合得雌雄配子高度特化,其大小、形态与性表现都明显不同,成为卵与精子。接合生殖:就是静配子接合,即静配同配生殖。它由两个成熟得细胞发生接合管相接合或由原来得部分细胞壁相结合,在接合处得细胞壁溶化,两个细胞或一个细胞得内含物,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。

5、这种接合生殖就是绿藻门接合藻目所特有得有性生殖方法。生活史（生活周期）: 指某种生物在整个发育阶段中所经历得全部过程,或一个个体从出生到死亡所经历得各个时期。藻类生活史分4种类型（根据生殖类型）:营养生殖型; 蓝藻、裸藻无性生殖型（孢子生殖型） ;有性生殖型:单相型 ,双相型;无性与有性生殖混合型:无世代交替,有世代交替。在有世代交替得生活史中,如果配子体与孢子体得形态结构上基本相同得,称为同形世代交替如石葬Uka、刚毛藻 Cladophola ;如果配子体与抱子体得形态与结构不相同得，称为异形世代交替。如萱藻 Scytosiphon、海带Laminaria 与裙带菜Undaria 等 ,前者

6、配子体占优势,后两者孢子体占优势。海带得生活史有明显得世代交替、孢子体成熟时,在带片得两面产生单室得游动孢子囊,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得同型游动孢子、孢子落地后立即萌发为雌,雄配子体、雄配子体就是十几个至几十个细胞组成分枝得丝状体,其上得精子囊由1 个细胞形成,产生1 枚侧生双鞭毛得精子,构造与游动孢子相似、雌配子体就是由少数较大得细胞组成,分枝也很少,在 2 4个细胞时,枝端即产生单细胞得卵囊, 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,形成二倍得合子、合子不离母体,几日后即萌发为新得海带、海带得孢子体与配子体

7、之间差别很大,孢子体大而有组织得分化,配子体只有十几个细胞组成、 这样得生活史称为异形世代交替紫菜生活史紫菜得一生由较大得叶状体（单倍体配子体世代）与微小得丝状体（双倍体孢子体世代）两个形态截然不同得阶段组成。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,随海水得流动而附着于具有石灰质得贝壳等基质上,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得木桩、网帘上直接萌发成叶状体。此外,某些种类得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

8、后直接长成叶状体。单孢子在养殖生产上亦就是重要苗源之一。海洋贝类繁殖类型: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 , 精子与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得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,其中有得几个、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。与胎生得区别,幼体自己吸收营养（卵黄）受精卵经过多次分裂,形成很多分裂球得过程,称为 卵裂 。卵裂形成得细胞,称为分裂球 或 卵裂球

9、（blast onere）。卵裂与一般细胞分裂不同:就是一系列迅速得细胞分裂;卵裂时细胞不会生长,只就是被分割成很多小细胞;每次分裂之后,卵裂球未及长大,又开始新得分裂。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。卵裂就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、根据卵裂时分裂成得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, 卵裂时形成得卵裂球大小相等,如文昌鱼。1、 2 不

10、等分裂(unequal cleavage)卵黄分布不均匀,形成得分裂球大小不等,如软体动物、蛙类等。2、 不完全卵裂(partial cleavage)分裂只限于卵得表面者。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,卵裂仅在卵得细胞质部分进行。2、 1 盘裂 (discal cleavage)卵裂仅在动物极得胚盘(blastoderm)上进行，胚盘下得大量卵黄部分不分裂，如软体动物中得头足类(乌贼)、软骨鱼、硬骨鱼、爬行类与鸟类。2、 2 表面卵裂(peripheral cleavage)分裂只限于卵得表面者,如昆虫卵。卵黄集中于卵得中央,最初几次卵裂只就是细胞核在卵黄里得原

11、生质岛中进行,细胞核达到一定数目、进入卵黄四周得卵质中,在表面继续进行分裂根据卵裂球排列形式,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,有些卵最初就是螺旋型,以后又改为两侧对称型,如某些环节动物;有得卵裂程序不规则,初期得卵裂球得分裂即不同步,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，为典型得桑棋胚。贻贝得胚胎发育担轮幼虫:为海产环节动物与软体动物得个体发育过程中得幼虫期。外形略似陀螺,在 “赤道 ”处常有口前纤毛环轮(前担轮)与位于口后得口后纤毛环轮;顶

12、端还常有成束得纤毛。体内就是原肾管与原体腔。在海水中营漂浮生活,后经变态形成成体面盘幼虫:软体动物海产间接发育种类得第二幼虫期,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 片透明得贝壳,在背部直线得铰合,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。鱼类得性周期: 鱼类达到性成熟后,性腺周期发育,此发育周期就就是性周期 。配子得结构与配子得发生精子得形态头部 :精子得头部就是激发卵子与传递遗传物质得部分,其头部形态各种鱼类各不相同,其中硬骨鱼类精子得头部为圆球形。精子头部主

13、要由顶体 与 细胞核 (精核)组成。其中顶体位于头部得最前端,实际上就是一个大溶酶体,其中含有大量得溶酶体酶,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,所以精子得顶体在精子入卵过程中起着重要作用。硬骨鱼类精子得头部无顶体,这与硬骨鱼类卵膜有卵膜孔有关。颈部 :精子得颈部很短,位于头尾之间,其中央有中心粒,周围有九条纵行得粗纤维延续至尾部(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、主段与末段。中段较短,中央就是轴丝,轴纤丝横切面得微管排列就是9 2式 , 即中心有一对由中央鞘包裹着得微管,外围环绕以两两连接在一起得9 组微管二联体。轴丝外有螺旋线

14、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。精子得发生精子就是在精巢内形成得,其形成过程要经过以下三个时期:1、 增殖期 : 就是指原始生殖细胞（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得过程。精子得发生就是在精小叶得精小囊内进行得,精小囊内得精原细胞经有丝分裂形成两个新得精原细胞,其中一个与原来得精原细胞相同,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,需要经过一个很长得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

15、生长期内,初级精母细胞将不断吸收大量得营养物质,增加细胞内得营养贮存,并将其同化为细胞本身得原生质,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得染色体,使初级精母细胞不断发育成熟进入成熟期。3、 成熟期 : 此期得主要特征就是初级精母细胞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得两个次级精母细胞中,所以次级精母细胞得染色体为单倍体,数量减半。然后次级精母细胞再进行第二次成熟分裂,形成两个更小得精子细胞。

16、这次分裂为普通得有丝分裂,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,精子细胞得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得过程在这一时期,精子细胞不再分裂,但其形态却发生一系列复杂得变化。首先就是核浓缩,高尔基体移向核得前部形成顶体。两个中心粒移向核得后部并发出轴丝形成尾部得中轴,线粒体移向尾部中段形成螺旋膜包绕尾部中轴,即由一个圆小得精子细胞变成一个具有鞭毛得精子成熟系数成熟系数就是指性腺重量与鱼体重量（或去内脏后得体重）得百分比,就是衡量性腺发育得主要指标,其计算公式为:成熟系数=性腺重/体重（去内脏后得体重）X 100%一般来说,成熟系数越高,性腺发育

17、越好。鱼类得生殖方式有卵生 、 卵胎生 与 胎生 三种类型鱼类得受精方式有两种,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,而所有卵胎生与胎生鱼类则行体内受精鱼类得 性比 就是指雌雄比例。鱼类一般为雌雄异体,许多鱼类在外形上难以区别性别,但就是有很多鱼类能够凭借外部特征来辨别雌雄,这就就是所谓得雌雄异形。雌雄异形通常由第一性征与 第二性征所决定,前者主要指与繁殖活动有直接关系得特征,例如雄孔雀鱼臀鳍前端变异得交配器;后者主要指与繁殖活动无直接关系得特征,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得珠星（追星）。个体大小,多数鱼同龄者

18、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。黄鳝就是最典型得例子。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。鱼类发育阶段得划分及变态从仔鱼孵出起以至衰老得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,开始在卵膜外发育,进入仔鱼期。此期就是由内源营养转变为外源营养得时期,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得鳍条为止。此期就是主动营养得早期阶段。2、稚鱼期为鱼体形态结构迅速发育得时期。自鳍得发育完毕起,至鳞被发育完成为止。通常就是指孵出不超过一个月得

19、鱼体。3、幼鱼期从稚鱼期结束,到具有一定得斑纹色彩,外形与成鱼相似为止。通常就是指未达性成熟得当年鱼。4、未成熟期从幼鱼期结束起,到性成熟为止。在此期中鱼体得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,鱼体己具备生殖能力,在每年得一定季节进行生殖活动。不少种类具有第二性征。6、衰老期进入此期得标志就是性机能衰退,生殖力显著降低,长度生长极为缓慢。海水鱼类得变态发育至某一时期时发生急剧得变化,改变成成鱼得形态,这称之为变态 。比较显著得变态鱼类有下列几种:鳗鲡得变态鳗鲡目鱼类在仔鱼期要经过一个无色透明得柳叶状态阶段,经过变态后鱼体变成棍棒形。部分鲱形目

20、鱼类也有类似变态。鲽形目得变态鲽形目鱼类在后仔鱼期之前就是普通鱼左右对称得形态,当 后仔鱼期终了时发生变态,头颅骨发生扭曲, 一侧得眼移到头顶乃至到达另一侧,鱼体变态成左右不对称得体形,最终口、齿、体色、鳍等左右均不对称。洄游 就是鱼类得一种周期性 、 定向性 与 群集性 得迁徒运动。鱼类依靠洄游来寻找它在生活得某一时期所需要得特定环境。生殖洄游:鱼类生殖腺发育成熟得一定时期内,沿着一定得路线寻找产卵场所。由深海游向浅海与近海产卵,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得洄游。其路线、方向与时间受饵料生物波

21、动得影响较大 , 不像生殖洄游那么稳定越冬洄游:越冬洄游就是指离开摄食区到越冬区得行为。这发生在有越冬区得鱼类。鱼类进行越冬得目得为离开摄食区,到另一环境因子较佳且利于防御掠食者得地方。对洄游鱼类来说 , 这通常就是产卵洄游得开端。例如草鱼在秋季结束摄食后, 离开湖泊而聚集在河下游得凹洞中。海洋动物生理研究鱼类与光、声、电得适应对声音得反应听觉器官仅有内耳,由 半规管 、 椭圆囊 与 球状囊,瓶状囊组成,主要就是平听觉与平衡觉。硬骨鱼类得鲤形目鱼类具有特有得韦氏小骨,由前3 块躯干椎得一部分演化而来,可将鳔内气体得振动传给内耳得淋巴系统,从而产生听觉。鱼类只有内耳(inner ear)。体表不

22、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。听嵴与听斑内耳各腔得内面,有感觉细胞,在壶腹内得感觉上皮形成听嵴,在椭圆囊与球囊内得感觉上皮称为听斑,其基本结构与侧线得感觉器相类似。耳石 内耳腔内由各囊得内壁分泌而成得固体,其成分为石灰质,表面有珐琅质。耳石得形状 , 大小因种类而异, 并随年龄得增加而增加, 鱼体生长得继续,耳石也成层地增大,故可借耳石与其它构造相对照,研究鱼类得年龄与生长、鲤形目鱼类得前3 块躯椎得一部变化成为韦伯氏器。 鳔得前端与韦氏小骨相连,3 块小骨中得三脚骨与鳔壁相接触,

23、另一端以舟骨通内耳得围淋巴腔。水内得声波可以引起鳔内气体同样振幅得波动,借韦氏小骨传导到内耳,从而产生类似于陆生脊椎动物得听觉鱼类内耳得重要机能之一就是平衡作用、平衡得中心在内耳得上部,即 椭圆囊 与 半规管 、如果切除椭圆囊与半规管,鱼就完全失去平衡,游泳时不能定向,但不影响听觉、如果切除内耳得下部（球囊）,就不会引起平衡得失调、内耳得另一重要作用就是听觉, 鱼对外界得声响有一定得感觉与反应,一般能感觉较低频率得声波 ,不如高等脊椎动物发达、鱼类对声音得感觉主要与内耳下部球状囊 瓶状囊综合体 有联系,即听觉得产生主要在球囊里得听斑, 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得

24、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、感觉水流与定方位等功能。侧线器官得主要作用:1 、感觉水流这种装置一般认为能察知低频率得振动,所以可以判断水波得动态、水流得方向、周围生物得活动情况以及游泳途中得固定障碍物（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得小鱼 ,如果把这种刺鱼得侧线破坏,则捕食反应即行消失。2

25、、确定方位在水环境时单凭视觉不能正确测得物体得方位,而侧线能协同视觉测定远处物体得位置。3、辅助趋流性定向许多鱼体逆游游泳,即所得 趋流性反应,鱼可以用抵销水流得速度作逆流游泳,而能停留在河中一定得位置,所以也可认为侧线就是鱼类趋流性得辅助器官、4、感受低频率声波海洋发光生物: 自身具有发光器官、细胞（包括发光得共生细菌）,或具有能分泌发光物体腺体得海洋生物得统称。海洋中能发光得生物种类繁多,有浮游生物、底栖生物与游泳动物。它就是化学发光得一种类型,就是化学能转换为辐射能过程中放射出得可见光,因为散发得热量非常少,又称为冷光。发光类型可分为 细胞内发光与 细胞外发光两类。海洋动物发光得生物学意

26、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得腹部都具有发光器,当深海鱼腹部得发光器作用时,能模拟光线筛入水面时得粼粼波光,让从下方往上瞧得捕食者视觉混淆,达到迷惑敌人,保护自己得作用。鱼类得渗透压调节淡水鱼类海水硬鱼类海水软骨鱼类肾脏肾脏 :鱼类主要得排泄器官,在发生上经过前肾与中肾两个阶段。前肾就是鱼类胚胎时期得主要泌尿器官。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。中肾为鱼类成体得泌尿器官。包括:肾小管与肾小体。肾小管不按节排列。肾小体（马氏体）由肾小球囊

27、（鲍氏囊）与肾小球（血管小球）组成。1、肾小管得重吸收,将过滤液中得水分、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、 板鳃类得尿素就是调节渗透压得重要因素,因此,它得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。肾脏得另一个重要作用就是调节体内得渗透压,使之保持恒定。淡水环境下,外界渗透压小,导致鱼体不断吸水。淡水鱼类有由数目众多得大型肾小体与肾小球组成得肾脏,当它们得体液与血液得浓度高于水环境时,肾脏能不断地排出尿液（体内过多得水分）。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

28、,为防止体内失水,海产鱼类得肾小球多退化或完全消失。使排出与体液等渗得尿量减少。海产软骨鱼类利用尿素与氧化三甲胺维持体内得渗透压 ,其肾小管有很强得重吸收尿素与氧化三甲胺得能力。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得鳃丝组成。鳃丝两侧排列着很多细小得片状突起,称为鳃小片。盐腺部分鸟类与爬行类所具有得排盐腺体。多位于眶部,分泌物得主要成分就是氯化钠。引种就就是将一种新作物品种从现有得分布区域或养殖区域人为地迁移到其她地区养殖得过程;也就就是从外地引进本地尚未养殖得新得动植物种类、类型与品种。简单引种: 由于生物本身得适应性广,以致于不需要改变遗传性就可以适应新得环

29、境条件,或者就是该生物原分布区域与引入地得自然条件差异较小,或引入地得生态条件更适合该生物得生长。驯化引种: 新品种本身适应性很窄,或引入地得生态条件与原产地得差异太大,使该生物无法正常生长甚至死亡,需要经过一定得驯化,如 :结合杂交、诱变、 选择等改良生物得措施,逐步改变其遗传性使之适应新得环境,从而达到引进品种正常生长得目得。驯化 : 以改造某种生物野生性为目得,通过一系列实验措施,逐步改变其遗传性使之适应新得环境 ,从而在人工控制条件下正常生长得过程。引种驯化得意义? 引种驯化就是人工养殖作物得起源与演化得基础? 扩大良种得养殖面积与延伸良种养殖界限? 引种驯化就是丰富并改变品种结构,

30、提高生活质量得快速而有效得途径? 引种驯化可为各种育种途径提供丰富多彩得种质资源海洋微生物【微生物得定义】包括细菌、病毒、 真菌以及一些小型得原生动物等在内得一大类体形体微小、单细胞或个体结构较为简单得多细胞,甚至无细胞结构得低等生物得总称【海洋微生物】以海洋水体为正常栖居环境得一切微生物。三原界分类系统：古细菌，真细菌，真核生物【海洋病毒】生活于海洋环境中仅含有核酸物质(DNA或RNA),寄生于活细胞中得一类不具备细胞形态得微生物。基本特征：(1)没有细胞结构；(2)只含有DNA或RNA与蛋白质外壳 ；(3)缺乏酶系统；(4)严格得细胞内寄生性，在特定活细胞内寄生。海洋病毒根据其宿主种类分为

31、动物病毒、植物病毒与细菌病毒(即噬菌体)。噬菌体】就是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物得病毒得总称，因部分噬菌体能引起宿主菌得裂解，故称为噬菌体。根据噬菌体与宿主细胞得关系可分为烈性噬菌体与温与性噬菌体。【烈性噬菌体】凡侵入细胞后，进行营养繁殖，导致细胞裂解得噬菌体称烈性噬菌体。【温与性噬菌体】噬菌体侵入细胞后，与宿主细胞 DNA同步复制，并随着宿主细胞得生长繁殖而传下去，一般情况下不引起宿主细胞裂解得噬菌体，称温与性噬菌体。但在偶尔得情况下，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得能力。噬菌体得增殖步骤5步温与性噬菌体整合在细菌基因组中得 噬菌体基因组称为

32、前噬菌体(原噬菌体)(prophage),带有前噬菌体基因 组得细菌称为 溶源性细菌(lysogenic bacterium)。前噬菌体偶尔可自发地或在某些理化与生物 因素得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。温与噬菌体得这种产生成熟噬菌体颗粒与溶解宿主菌得潜在能力，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得复制，因而能抵抗同类噬菌体 得超感染。阻遏体蛋白除阻遏原噬菌体得基因组外，也同样能阻遏进入溶源菌得其她同型噬菌体得基因组，使其不能在该细胞内复制，因此溶源性菌对同型噬菌体呈现一种

33、特异得免疫现 象。(2)可诱导性(溶源细胞得诱发裂解)：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，化学药物中得诱变剂、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，释放出噬菌体得粒子。溶源性细菌得复愈溶源性细菌有时消失了其中得前(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，称为溶源细胞得复愈或非溶源化，这样得菌株称为复愈菌株(curing strain)。海洋细菌只在海洋中生活与繁殖得、不含叶绿素与藻蓝素得原核单细胞生物。螺旋菌螺旋不满1圈称为弧菌(vibrio),满2 6环称为螺旋菌(spirllum),旋转

34、周数在6环以上得称为 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，就是海洋微生物中最重要得成员。其数量分布特点就是：平面分布:近海区得细菌密度较远洋区大,尤以内湾与河口区最大。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:表层海水与 水底泥界面处得细菌密度较深层水 大 ,底泥中得细菌密度一般较海水中大,泥土底质中得细菌密度一般高于沙土底质。在海洋调查中,有时发现某水层中得细菌数量剧增,出现不均匀得微分布现象。这种现象主要就是由于海水中可供细菌利用得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得剧增。例如 : 赤潮

35、海洋细菌得生理特性嗜盐性,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) 就是指高等动植物不能生长,大多数微生物不能生活得高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射、缺氧等特殊环境。在这些环境中生活着能适应极端条件得微生物,如嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌、耐辐射菌、厌氧菌等,它们被称为极端环境微生物,多数属于古细菌#了解几种海洋极端细菌,并了解其耐极端环境得原理。【 放线菌 】介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细菌得一类多核单细胞得丝状原核生物。放线菌得结构,菌丝分类,繁殖方式【抗生素】就是由微生物(包括细菌、真菌

36、、放线菌属)产生、能抑制或杀灭其她微生物得物质。 弗莱明 (Alexander Fleming,1881 1955)蓝细菌(Cyanobacteria)旧名蓝藻或蓝绿藻，就是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、 含叶绿素a(但不形成叶绿体卜能进行产氧性光合作用得大型原核微生物。蓝细菌可分为单细胞 与 丝状体 两大类。【异形胞】就是存在于丝状体蓝细菌中得较营养细胞稍大,色浅、壁厚、位于细胞链中间或末端,且数目少而不定得细胞。蓝细菌固N 原理共生固氮微生物就是指能与宿主植物形成特定固氮组织结构得一类微生物。它们彼此生活在一起,植物向微生物提供光合产物供微生物固氮需要,微生物则向植物提供氮素营

37、养地衣:蓝细菌与真菌共生体螺旋藻就是蓝细菌得一种,曾被认为就是“20 世纪最理想得保健品” ,“最安全得保健食品”。海洋真菌具有真核结构、能形成孢子、营腐生或寄生生活得海洋生物。包括海洋酵母菌与 海洋霉菌。海洋细菌在海洋生态中得作用海洋碳循环海水中得碳以多种形式存在:溶解性无机碳(DIC), 溶解有机碳(DOC), 颗粒有机碳(POC)、海洋POC 可分为生命与非生命两部分。生命POC 来自生物生产过程,包括微小型光合浮游植物,大型藻类以及细菌、真菌、噬菌体、浮游动物、小鱼小虾、海洋哺乳动物;非生命 POC 也称为有机碎屑,包括海洋生物生命活动过程中产生得残骸、粪便等。海洋碳循环 近十几年来，

38、海洋碳循环一直是国际研究的热点，其重要原因之一是海洋直接决定了大气二氧化碳作用下全球气候的变化趋势。研究表明，人类每年向大气排放的CO2约有一半为海洋所吸收，吸收进入海洋的碳经复杂的生物地球化学过程转 化为不同形式的碳，或在海洋中循环，或被转化为其它形式的碳参与生物代谢，或形成颗粒物被最终埋葬，或重新被释放进入大气。火气 002. Alnoipbwc CO光合作用呼吸作用大气CO2不断地与海洋表层进行着碳交换浮湖植物PtrylpliBklnn垂 直 输 送加粗粗再耳斗StdlCWIL fCM41Kti物理五什 Phy ska! inuio水平.范含ElonfmloL miKiiiji浮萧举物Z

39、OtipOMkDOli扉由机警¥ 如aniu unbunDOC政加有机雕PkTiiculntf OrgpiiK drbempOc异养细菌利用强曲面!CDIC静*尤机娓D is solved 扣值群iiic citfbduF J ,外物活聒Bralogic-al zuzlivitjis就出物有机碟OffpiiiE； Cuban in scdinxnlxBt和步化作用DiflicivcaDd nincnilizatiDi水平输送海水中碳得垂直与水平输送垂直输送 通过真光层内浮游植物得光合作用，海水吸收得CO2被转化为有生命得颗粒有机碳(POC),这些有机碳通过食物链被逐级转移至浮游动物与

40、泳游动物。各级动物得消费、排 泄与浮游动植物得死亡、分解等会产生大量得碎屑、粪团、蜕皮与聚集体以非生命得颗粒态 有机碳形式发生沉降；海洋生物得垂直泡游也构成了一部分有机物得向下转移。沉积物得再悬浮 沉积在海洋底部得 POC,当受到外界因素得扰动时 ，便会发生再悬浮而重 新进入到水体中。据统计，在大陆架及大陆坡得沉积物中 ，有40 % 85 %得有机碳要发生再悬 浮。在我国近海，沉积物中POC得再悬浮就是海洋 POC得一个重要来源。水平输送河口与近海陆架就是海陆气交汇区，水浅，动力过程复杂，营养盐丰富且初级生产力高，全14 % 30 %净初级生产力发生在这一区域。河流及沙尘携带大量得陆源 POC

41、及营养盐到近海与沿岸上升流将底部营养盐带至上层水域，极大得促进了近岸浮游植物得初级生产与浮游动物得次级生产，从而导致水体中 POC得大量增加。POC得水平分布与营养盐得水平分布相似，呈现湾内高于湾外，近岸高于远海得分布特征。通过海洋环流、沿岸边界流与上升流、水平对流、风生及地形等作用可引起碳与营养盐向斜 坡区再到大洋区次表面得转移。POC转化为DOC:细菌作用细菌作为海洋中得微生物在POC得循环转化过程中起着重要得作用。不同得细菌起得作用不同，自养细菌利用海水中得 CO2通过光能或化学能合成 POC;而异养细菌作为营养物质得分解者与转化者，一方面把POC同化为可以被较高营养级生物所利用得生物量

42、，一方面又可把POC分解成DOC或DIC ,提供给初级生产者，从而成为海水POC 循环得重要桥梁。降解作用：Uncles等研究认为，细菌通过附着在 POC上，利用其自身产生得外水解酶将POC转化为DOC。DOC转化为POC:异样细菌吸收 一部分DOC通过异养细菌得吸收转化为细菌颗粒进入微型生物食物环，然后重新进入食物链形成 POC并发生向下迁移；吸附聚集水体中大分子得 DOC很容易被吸附在液-固、液-液(例如液膜)或气-液界面上,从而形成有机聚集体。在河口区，随着淡水与海水得混合，pH值升高，盐度增加，淡水中得金属离子很容易形成氢氧化物，部分DOC会与氢氧化物发生共沉淀形成有机颗粒物 海洋氮循

43、环硝化作用(nitrification)定义:土壤或水体中得氨态氮经化能自养菌得氧化而成为硝酸态氮得过程。 过程：(1)由亚硝化细菌参与，俊一亚硝酸；(2)由硝化细菌参与，亚硝酸一硝酸。反硝化作用定义：由硝酸盐还原成 NO24进一步还原成 N2得过程(广义)。狭义得反硝化作用仅指由亚 硝酸还原成N2得过程。氨化彳用(ammonnification)定义:含氮有机物经微生物得分解产生氨得作用。含氮有机物得种类：蛋白质、尿素、尿酸、几丁质等。许多好氧与一些厌氧菌都有强烈得氨 化作用能力。意义:含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物利用。产生得氨，一部分供微生物或植物同化，一部分被转变成硝酸盐。海洋

44、细菌在海洋生态中的作用?海洋氮循环 海洋氮循环的基本途径与陆 地相仿，但至今尚未在海洋 中发现根瘤菌。固氮菌可 以从海洋中分离到，硝化 细菌多集中分布于海洋沉 积物中。在海水中，硝酸 盐的含量随着靠近海底沉 积物的距离而逐渐增加， 因此硝化作用在大陆架和 近岸海域较为明显，海洋 中的硝酸盐主要是通过这 一途径产生。反硝化作用 在有机物来源丰富、溶解氧 浓度低的内湾和河口海域较 为强烈，反硝化细菌在一定 条件下影响海洋中可利用状 态的氮。NO 3- NH 4+ 有机态氮 同化性硝酸还原作用反硝化作用反确化调前许多海洋植物，细菌、 放线菌和霉菌能利用硝 酸盐做为氮素营养。蚯硝酸就反靖地岫用图1硝化

45、作用硝化细那N2*工常SUJt合期就洋界串声氨化作用NH4+得那植物氨基4有机氟尿素景愚觎春洋中鼠的循环海洋硫循环硫细菌在生长过程中能利用溶解得硫得化合物，从中获得能量，且能把硫化氢氧化为硫，并再将硫氧化为硫酸盐得细菌。从名称上瞧，它包括了硫氧化菌与硫酸盐还原菌，但通常仅指硫氧化菌(sulphuroxidising bacteria)。能氧化硫化合物得细菌。按其取得能量得途径可分为光能营养菌与化能营养菌两种。光合细菌(简称PSB)就是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系得原核生物，就是在厌氧条件下进行不放氧光合作用得细菌得总称，就是一类没有形成芽抱能力得革兰氏阴性菌，因具有细

46、菌叶绿素与类胡萝卜素等光合色素，而呈现一定颜色硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌就是一类厌氧异养性细菌，无法利用氧气，虽然氧气不会令它们死亡，却会抑制它们生长。硫酸盐还原菌可以夺取硫酸盐(SO42-)中得氧原子，并利用它们进行一系列与需氧呼吸作用非常类似得呼吸作用，从而将有机物氧化而产生能量。硫酸盐呼吸作用已经成为 地球上最平常得生物无氧呼吸过程。常见硫酸盐还原菌如脱硫孤菌属等。海洋硫循环加氏破细茵一一 M比苒儒) 红嗨制菌属/ 呼城地储属/竦氏就蒯属 鹿杼帝属 红做细薄修氧化作用 还原作用 分解作用 同化作用能营养菌破开苗属去南遍荫出还原埃舍里希氏杼茵号叶 气杆的城等 搦宙凰他饱而墀埃留里希氏杵谶累r

47、变形杆策*土境耳萌/曲布国无色杆曲绿晓细编属片含破阻呆渊含破蛋白阻在海洋硫循环中的作 用中，某些异养细菌 分解含硫蛋白类物质 时产生硫化氢；海洋中跳的摘环海洋浮游生物海洋浮游生物(plankton)缺乏发达得运动器官，游泳能力微弱。悬浮在水层中常随水流移动 得海洋生物。按营养方式分为浮游植物(phytoplanton)与浮游动物(zooplanton)。按体形可分为大型浮游生物，小型浮防I生物，微型浮游生物与超微型浮游生物。按生活史可分为 永久性(终身)浮游生物，阶段性(半)浮游生物与暂时性浮游生物。永久性浮游生物(Holoplankton),终生在水中浮游，大多数浮游生物属于此类；阶段性浮游

48、生物(Meroplankton),其幼体营浮游生活，成体则营底栖生活或游泳生活；暂时性浮游生物(Tychoplankton),指一类非浮游生物仅因环境变化、生殖等原因，有时营短期得浮游生活，如一些底栖得介形类、糠虾类。藻类得繁殖方式可分为3种：营养繁殖(vegetative reproduction)无性繁殖(asexual propagation)有性繁殖(sexual propagation)生殖就是指由母体增生新个体得能力，也可称为繁殖。蓝藻门1 .体制：单细胞或群体，无多细胞体。2 .无典型得细胞核，称为蓝细菌(Cyanobacteria)。3 .无色素体，色素均匀地散在细胞周围得原生

49、质内。色素成分主要为叶绿素a、3胡萝卜素、藻胆素。藻胆素就是蓝藻得特征色素，包括蓝藻藻蓝素(cphycocyanin,C34H47N4O8） 、 蓝 藻 藻 红 素 （cphycoerythrin, C34H42N4O9） 与 别 藻 蓝 素 （Allophycocyanin） 等。蓝藻植物体通常呈蓝色或蓝绿色、4 . 同化产物主要就是蓝藻淀粉（Cyanophycean starch）。5 . 蓝藻营养细胞与生殖细胞都不具鞭毛。代表:平裂藻属Merismopedia （片藻）: 藻体得细胞排列十分整齐,通常两个细胞两两成对,两对一组,4 个组成一小群,集许多小群而成一平板状群体。微囊藻属Mic

50、rocystis （微胞藻） : 群体呈球形团块状或不规则形成穿孔得网状团块。公共胶被均匀无色。颤藻属 Oscillatoria :植物体单列,不分枝。丝状体单生或结成团。细胞圆柱形、盘形。丝状体具有特殊运动能力,能作颤动、滚动或滑动式运动。鱼腥藻属Anabaena （项圈藻） :丝状体直或各种形式弯曲。丝状体上得细胞宽度常一致,很少向末端变细得。藻丝单一或汇集成柔软得、粘化得团絮状群体。衣鞘水化,不明显。异形胞为胞间位,厚壁孢子一个或排列成小链,远离异形胞或与异形胞直接相连。硅藻门硅藻 就是一类最重要得浮游生物,分布极其广泛。在世界大洋中,只要有水得地方,一般都有硅藻得踪迹,尤其就是在温带与

51、热带海区。因为硅藻种类多、数量大 ,因而被称为海洋得"草原 "。硅藻门植物细胞壁富含硅质,硅质壁上具有排列规则得花纹。细胞壁:外层为硅质,内层为果胶质,细胞壁无色、透明意义 :1 .硅藻就是海洋动物及其幼体得直接或间接得饵料。在我国沿海贝类得饵料中, 硅藻占首要地位。海洋浮游甲壳动物以及对虾与其它经济虾类得幼体等,也都以硅藻为主要摄取对象。中国毛虾得全年食物中,硅藻占 54。又如鲜鱼、沙丁鱼等幼鱼也以硅藻为主要食物。2 .硅藻死亡后得硅质外壳，大量沉积在海底，形成得硅藻土 （diatomaceous earth）,含有83.2%得氧化硅。3 .水体富营养污染常使某些硅藻如骨

52、条藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海链藻等生殖过盛,形成赤潮,使水质恶劣,对渔业及其它水产动物带来严重危害。藻类与人类生活得关系?1、在生态系统中得地位与作用浮游生物在海洋生态系得结构与功能中,占着极为重要得位置。在海洋食物链中, 浮游植物就是初级生产者,通过光合作用,制造有机物,成为食物链得第一环节 （也称第一营养阶层）。 浮游植物得产量（初级生产）影响着植食性浮游动物得产量（次级生产）,而后者又影响着肉食性小型动物得产量（三级生产）与肉食性大型动物得产量（终级生产）。这4 级生产得数量逐级减少,构成数量或生物量得金字塔。因此,浮游生物得产量（包括初级与次级生产 ）就是海洋生物生产力得基

53、础,在很大程度上决定着鱼类与其她经济水产动物得产量? 2、藻类得渔业与工农业价值浮游藻类在水体中就是鱼类与其她经济动物得直接或间接得饵料基础,在决定水域生产性能上具有重要意义,与渔业生产有十分密切得关系。但海水中由于某种或多种浮游生物（大多为浮游植物）在一定环境条件下暴发性繁殖或高度聚集,而引起得赤潮对渔业有害。随着沿海工农业生产得发展,海区得富营养化（eutrophication） 与水污染渐趋严重。?3、 藻类可作为水污染得指示生物许多浮游植物（硅藻）就是经济鱼类得饵料基础,某些种（如桡足类得哲水蚤） 得数量分布可提示鱼类 （如鲱形鱼类）索饵洄游得路线,有助于寻找渔场、确定渔期。藻类对有机质与其她污染物敏感性不同,因而可以用藻类群落组成来判断水质状况。由于藻类进行光合作用,能放出氧气,利用水中得N 、 P 等营养盐,因此,可用作氧化塘法进行污水处理。藻类、细菌与原生动物等组成得生物膜(biofilm), 对水体有机物得分解、水体净化与判断水质好坏均具有一定得作用。?4、 藻类得医药与食用价值