鱼类体色反应生理实验资料.doc

鱼的体色会根据它们所处的环境不同而发生变化，而且不论是在平时嬉戏打斗还是求偶过程中都能改变其体色。这种体色变化的内在原因是受到一种含有色素的细胞的控制，这种细胞称为“色素胞”。 体色变化的生理学机理：一个单色的细胞我们称之为色素胞或色素体，一组色素体构成一个染色质小体。色素体是通过它们所含色素的色征来定义的： 几种主要色素体的类别和性征 色素胞 色素类型 类型 色征 载黑素细胞 黑色素 色彩 黑色，褐色 黄色素细胞 蝶啶和类胡萝卜素 色彩 红色，橘红色 红色素细胞 蝶啶和类胡萝卜素 色彩 橘红色，黄色 虹色细胞 鸟嘌呤和其它嘌呤 反射 白色，银色，蓝色，其它颜色 色素胞的类型： 鱼类体色和体色的变化，表现在鱼体已有的颜色的显现、堆积和延展。 最普通类型的色素胞是载黑素细胞。这些细胞含有黑色或是褐色色征的黑色素晶体。这些细胞所表现出来的黑色程度取决于这个细胞内黑色素散布的强度，由此决定了鱼体明暗程度。细胞内的色素迁移和聚拢是色素胞内基本的活动形式。当色素沿着细胞质完全扩散开时，表皮从外观上看就显现暗色（黑色或褐色）。相反，当色素微粒聚拢或是收缩时，细胞就会变的明亮些。 这种黑色褪祛变为明亮的例子很常见，比如一种淡水中生活的天使类(Pterophyllum)和太阳鱼(Lepomis)，当它们从光线暗处到光线亮的地方时，身上的黑道斑纹就会迅速褪祛，而当它们受到惊吓或是兴奋时，这些黑道又会显现出来。 其他色征类型的细胞包括黄色素细胞色素细胞。一般说来这类色素胞的变化比较缓慢。有关这方面的例子我们可以看一下剑尾鱼(Xiphophorus)就可以了解了。 近年来对皮肤色素细胞的研究，可以帮助我们更好地了解色素生物学。在描述色素胞功能方面，有两个十分重要的概念要明确，一个是真皮组织，另一个是表皮黑色素组织。表皮组织仅仅与形态学上的颜色变化相关（在暖血和冷血动物中）。而真皮色素胞单元包含三层： 黄色素细胞层或过滤层虹色细胞层或反射层载黑素细胞层或吸收层 注意，有两种类型的色素，一种是具有真色彩或者是基于真颜色的，而另一种只是基于对光线的反射。还应注意的是，并不是所有的色素胞都含有其实际呈现色征的色素。也就是说，某些色素胞以另外一种原理进行工作的，而不是选择性的吸收和反射。虹色细胞含有quanine 嘌呤晶体，可以反射各种波长的光线，这就使得它们虽然看起来具有颜色而实际上它们并不含有真正的色素。进一步地，有两种虹色细胞或者称之为反射色素细胞，组成这两种虹色细胞的quanine嘌呤晶体大小不同。晶体较大的虹色细胞可以改变嘌呤晶体的排列方向，使其可以反射不同颜色（波长）的光线。而具有较小嘌呤晶体的虹色细胞则可以聚集或是驱散这些色素，进而可以控制颜色的强弱。 由于虹色细胞是一种典型的其色征与外来光相关的细胞，色素的聚集与分散产生的效果正好和载黑素细胞的情况相反。当quanine 嘌呤晶体堆积在一起的时候，细胞呈现出较暗的颜色。片状晶体可以发出彩虹色的光，正如从顶部和侧面观察许多鱼时可以看到的那样（比如，Silver Dollars, Metynnis, Mylossoma, Anchovies, Engraulis ）。 绿色，金黄色，红色，蓝色以及其它许多颜色都可以被虹色细胞以不同的方式进行反射。霓虹脂鲤(Paracheirodon innesi)的闪亮的蓝色，就是quanine 嘌呤晶体发生作用所产生结果的一个例子，而不是蓝色的色素沉积。 鱼类通常也会利用多种不同的色素细胞与虹色细胞和载黑素细胞进行混合。 色素胞的生理学和形态学方面的响应 色素胞的变化可以分成两类,一类是形态学方面的,另一类是生理学方面的形态学方面的变化是由于生物有机体，在一种特定的环境和数天的时间内需要维持一种特定的搭配所致在稍后的时候我们将对此进行探讨 生理学方面的体色变化包括色素微粒的改变，这种改变导致了由于外界刺激的变化而产生的色素微粒的分散和聚拢，比如光照，温度以及受到其它鱼儿追赶对色素微粒的分散和聚拢的控制是通过色素胞内的离子电荷的变化来实现的细胞内部电荷的变化导致了颜色的改变色素胞内部的离子电荷平衡的改变有两种途径，一种是通过荷尔蒙（激素），另一种是通过神经系统直接作用一般来说这两种都会发生，前一种较温和缓慢，而后一种则比较迅速直接例如，鱼类的体色从明亮变化到暗淡所需要的时间是十分不同的对于Killifish Fundulus（一种鳉鱼） 这可能只要短暂的数秒钟时间，而对于European Eel (Anguilla)却需要花上近二十天的时间这种体色变化所需时间的巨大差异，是与这种变化的作用机理密切相关的当这种变化的时间超过两个小时，体内的荷尔蒙指标的变化就会有所显示相反地，如果这种变化的时间在十分钟以内，则很可能是由神经系统的控制导致的生理学上的响应定义为初级的或次级的，如前所述它是由神经和内分泌系统控制的初级的体色变化通常是通过色素胞对光线的直接反应（称之为眼外反射）来产生，而不是通过视觉的反馈初级响应在眼器官尚未发育形熟的胚胎和仔鱼阶段就已经具备次级响应则取决于环境背景的自然状态，而不是特定周围环境光线的强度这里色素微粒的分散的程度是由直接射入鱼只眼睛的光线和通过背景反射进鱼只眼睛的光线的强度和性质的比率决定的虽然体色和体色的变化是神经系统和内分泌系统的生理学联合作用的结果，但它们还取决于环境的直接影响，比如，盐度以及温度，这种影响对色素的分散往往不受鱼的直接控制因此，除了荷尔蒙（激素）和神经系统的类型之外，颜色及颜色类型的控制还存在第三种，即形态学的方式 颜色的形态变化: 颜色的形态变化取决于生物有机体色素胞中色素的含量形态变化的发生十分缓慢，通常超过一个月甚至更长的时间，而且这种变化是永久而不可逆的这些变化包含了大量色素微粒的合成与消亡，主要有以下三种方式： 色素胞内的色素微粒的增加与减少 色素胞本身数量的增加与减少 表皮中色素在不同层面之间的运动 与体色变化的其它类型相比，形态变化有时是可控的。比如，将一条鱼置于白色的背景下，那么由于紧张的促动，细胞中的色素微粒首先会产生生理方面的收缩，之后逐渐地鱼儿会失去原有的形态学意义上的颜色。 研究表明，鱼类的脑下垂体通过产生促黑激素来参与颜色的形态学方面的变化。进一步说，如果一种动物对由于促黑激素的注入产生的生理学和形态学意义上的颜色变化都十分敏感，那么形态学意义上变化的过程相对要更缓慢而更持久些，或许这种变化还是不可逆的。 色素胞控制的神经机理: 有充分的证据表明，高级硬骨鱼类对载黑素细胞的控制主要是通过鱼的自主神经系统来实现的。而鲨鱼以及其它软骨鱼类的体色却明显不受自主神经系统的支配，因而它们就不能迅速改变体色。 神经细胞可以制造和分泌两种主要的化学物质，这些化学物质会影响体色的变化。 肾上腺素：是一种神经活性的荷尔蒙，当一个生物有机体受到刺激或惊吓时就会被释放出来，导致细胞中的色素微粒聚拢，这时体色就会变白失去颜色。 乙酰胆碱：是一种与肌肉组织、肌肉运动有关的活性物质，这种物质总是导致色素微粒的扩散，使生物有机体变黑。 色素胞控制的激素机制: 由于荷尔蒙引起的体色变化的特征是比较缓慢而细微的，难以用肉眼观察到有几种化学信号（荷尔蒙）会影响体色对于鱼类来说，所有这些荷尔蒙是由都是通过血液循环系统来携带的（以内分泌学意义来看意味着这种携带是内载的）这些荷尔蒙大部分由垂体产生，虽然它们可以由下丘脑、松果腺、甲状腺以及其它内分泌的腺体产生鱼类通常被认为是一种“低等的脊椎动物”，有关它们的组织学和生理学方面的许多问题还不为人们熟悉，促黑（素细胞）激素：虽然不仅仅是荷尔蒙可以影响鱼类体色的变化,但最丰富的而且被研究得最深入的是促黑激素一种与促黑素相类似的荷尔蒙是载黑素细胞堆积荷尔蒙，这种荷尔蒙的反向作用可以使体色变明亮雌性激素：许多鱼类所表现出的性别的二色性或者雌雄个体的体色并不相同，是与这种或者其它性荷尔蒙有关濑鱼（一种隆头鱼科的鱼）就是一个很好的例子鱼类的其它性荷尔蒙包括甲基睾丸素，卵泡刺激素和黄体酮这些激素都会影响鱼类的体色，虽然它们的作用不象雌性激素那么强 垂体后叶素（含黑色素细胞刺激素），两栖类垂体中间叶产生的一种激素。人类垂体中间叶退化只留痕迹。产生MSH的细胞分散在垂体前叶。有与两种MSH。为13肽，为18肽，人垂体中黑素细胞刺激素的绝大部分为，MSH不到3。正常人垂体中MSH为300400微克/克湿重，血浆中-MSH含量约20110微微克/毫克/毫升ml。半衰期为30分钟。MSH主要作用于黑色素细胞。体内黑色素细胞分布于皮肤及毛发、眼球虹膜色素层及视网膜色素层、软脑膜。皮肤黑色素细胞位于表皮与真皮之间，胞浆内的黑色素小体内含酪氨酸酶，可促进酪氨酸转变为黑色素、MSH作用主要为激活酪氨酸酶，并促进酪氨酸酶合成，从而促进黑色素合成，使皮肤及毛发颜色加深。MSH分泌受下丘脑促黑激素释放因子（MRF）及促黑激素细胞释放抑制因子（M1F）的影响。鱼类的体色反应【目的】了解鱼类体色变化的原理，掌握区别五个等级的色素细胞指数，观察各种激素和药物对体色的影响及其研究方法。【原理】鱼类体色的生理变化是由于色素细胞内色素颗粒的移动，如果色素颗粒移到细胞周围，鱼体体色变深；如果色素颗粒集中，体色变淡（白）。不同色素颗粒显示出不同的颜色，黑色素黑色，类胡萝卜素红或黄色，蝶呤黄色，鸟嘌呤白色。色素细胞有单色的，只有一种类型的色素颗粒；有多色的是生理上不同的色素颗粒组成的合胞体。色素颗粒移动由神经活动和激素作用所调节，色素颗粒扩散的程度可以采用下列的五级色素细胞指数来表示：1 2 3 4 5【步骤】1、 把金鱼或斗鱼放在白色背景中，记录体色。2、 把鱼迅速移至黑色背景中，记录体色。3、 再把鱼放回到白色背景中，记录体色。用104克/毫升浓度的MS222溶液轻度麻醉，用小镊子取出一鳞片置于载玻片上，加上一滴水，在双筒解剖镜下观察色素细胞，记录色素颗粒的情况。4、 制备三片载有同样鳞片的玻片分别置于1g/ml浓度的去甲肾上腺素浓度中和1g/ml浓度的乙酰胆碱溶液中，另一片为对照。记录20个黑色素细胞以上的指数值，计算其平均值。组别 色素细胞指数（15）对照 平均值去甲肾上腺素 平均值乙酰胆碱 平均值5、制备斗鱼或鲤鱼脑垂体匀浆液（1个/ml），给鱼注射0.1ml匀浆溶液，每隔10分钟取 一鳞片在双筒解剖镜下观察色素细胞的变化，记录20个以上色素细胞指数。同法注射生理盐水为对照组。1）研究题目：要求反映研究课题的基本要素（研究内容、对象、方法等），字数最好不要超过25个字。（2） 前言：简要说明有关领域的研究概况和本研究的理论根据和意义（指理论上的意义或应用价值）（字数一般在500字左右）。（3）研究内容和预期的目标或结果（拟研究哪几个问题？可以具体到对某动物或器官组织的研究，通过该项研究要或可达什么目标或结果。（4）技术路线（5）实验方法和步骤（参考前述的内容，主要拟采取何种实验方法。）（6）完成该研究已具备的条件和工作基础（涉及到仪器设备、实验场所、动物、药品的来源、人员技术力量保证和前期研究的基础）。（7）参考文献1.作者姓名. 文章名. 杂志名，年份，期刊序号，页码范围。2. 作者姓名，书名（版次），出版社所在地：出版社，年份，页码范围肾上腺素、乙酰胆碱、垂体后叶素对鱼类体色的影响查看【大字 中字 小字】 组员： 呼光富 宋小强 纪军伟 刘震世 沈亚强前 言 鱼类和其他脊椎动物一样，体色的变化是由于色素细胞内色素颗粒的运动而造成阴暗和着色的不同而引起。色素细胞的胞质流动可将色素颗粒扩散至细胞外周或集中于细胞的中央。色素扩散就使体表皮肤颜色变深，集中就会使体表皮肤颜色变浅。不同色素颗粒显示出不同的颜色，黑色素黑色，类胡萝卜素红或黄色，蝶呤黄色，鸟嘌呤白色。色素细胞有单色的，其中只含一种类型的色素颗粒，而多色的是生理上不同的色素颗粒组成的合胞体。本实验中主要观察的是鱼体表的黑色素的细胞。色素细胞内色素颗粒的移动受神经和激素的双重调节。交感神经末梢分泌的去甲肾上腺素或肾上腺分泌的肾上腺素能使鱼体体表黑色素细胞的色素颗粒浓集，使鱼体体表颜色变浅；副交感神经末梢分泌的乙酰胆碱和垂体分泌的促黑激素、垂体后叶素使鱼体体表黑色素细胞的色素颗粒扩散，从而使鱼体体表颜色加深；而松果体分泌的褪黑激素亦可使黑色素积聚，使鱼体体表颜色变浅。眼和松果体是光感受器，能将外界环境的信息传到神经或内分泌系统，以调节控制鱼类体色的变化。实验目的了解鱼类体色变化的原理，观察各种激素（肾上腺素、乙酰胆碱、垂体后叶素）对体色的影响，掌握其研究方法。实验原理肾上腺素可使鱼皮肤的色素细胞收缩或减少，从而使鱼类的皮肤颜色变浅；而乙酰胆碱和垂体后叶素则可使鱼类皮肤的色素细胞合成黑色颗粒和黑色素，它们能够在皮肤上扩散，因而使鱼类皮肤的颜色加深而变暗。色素颗粒扩散的程度可以采用下列的五级色素细胞指数来表示：预期结果 肾上腺素组的鲫鱼皮肤颜色会变浅，而乙酰胆碱和垂体后叶素组的鲫鱼皮肤颜色会加深变黑，对照组的鲫鱼其体色与实验前相比无明显变化。实验对象 鲫鱼5尾（应选用一些较小型的鲫鱼，体长约10cm左右为宜）实验药品 肾上腺素（1：10000）、乙酰胆碱（1：10000）、垂体后叶素、鱼用生理盐水、蒸馏水仪器与器材 剪刀、镊子、注射器及针头、显微镜、载玻片、玻璃缸、捕鱼网具、培养皿、纱布、毛巾、解剖盘、棉球。实验方法与步骤一 配置生理盐水、肾上腺素、乙酰胆碱、垂体后叶素。二 实验项目：1先取4条鲫鱼分成4组，分别为肾上腺素实验组、乙酰胆碱实验组、垂体后叶素实验组和对照组，分别放入不同玻璃缸中置于相同条件下饲养一段时间。2给肾上腺素实验组的鲫鱼在腹腔中注入2ml肾上腺素，乙酰胆碱实验组和垂体后叶素实验组分别按相同的方法注入等量的乙酰胆碱和垂体后叶素，而对照组则同法注射等量的生理盐水。3然后，将实验组与对照组的鲫鱼玻璃缸置于背光处，放置约2小时左右后，观察实验组与对照组鲫鱼皮肤颜色的变化。4与此同时， 另取一条鲫鱼，用镊子取一鳞片置于载玻片上，滴加一滴蒸馏水，在显微镜下观察色素细胞，记录色素细胞的指数级。5制备四片载有取自同一部位的鳞片的玻片分别置于1g/ml浓度的肾上腺素溶液、1g/ml浓度的乙酰胆碱溶液中和1g/ml浓度的垂体后叶素溶液中，另一片为对照，置于生理盐水中。10分钟后用显微镜观察记录各组鳞片的色素细胞指数级。注意事项1实验用的鲫鱼应选用一些体型较小的鱼类。2激素及生理盐水应注射到腹腔中。参考文献杨秀平 动物生理学实验（第一版）北京： 高等教育出版社， 2004解景田 赵静 生理学实验（第二版）北京：高等教育出版社， 2004实验13.15 鱼类的体色（实验设计）查看【大字 中字 小字】实验目的 了解鱼类体色变化的机理.掌握区别五个等级的色素细胞指数,初步了解各种激素和药物对鱼类体色的影响及其研究的方法。实验原理 鱼类和其它脊椎动物一样,体色的生理变化是由于色素细胞内色素颗粒的运动而造成阴暗和着色的不同引起。如果色素颗粒移到细胞周围，颜色就充分显示；如果色素颗粒浓集并向细胞核集中，鱼类体色变淡。色素的移动受神经和激素的调节。交感神经末梢和肾上腺髓质分泌的去甲肾上腺素能使黑色素浓集，而副交感神经末梢分泌的乙酰胆碱和脑垂体分泌的促黑激素使色素散布；松果体分泌的褪黑激素使黑色素集结。眼和松果体是光感受器，能把外界环境的信息传送到神经或内分泌系统，以调节控制鱼的体色的变化。 研究鱼类体色色素散布