海洋生物学课件.ppt

海洋生物学MARINEBIOLOGY 教学计划 第一章绪论第二章环境与生物适应第三章繁殖与发育第四章海洋动物生理第五章海藻第六章海洋微生物第七章浮游生物第八章底栖生物第九章游泳生物第十章捕捞对海洋生物资源的影响第十一章海水养殖与近岸环境的相互作用 人类与海洋生物环境的关系 最终成绩组成 平时成绩占30 考勤平时考勤3次缺席可取消考试资格 最终成绩为不及格 迟到一次扣5分 缺席一次扣10分 平时表现期末考试占70 第一章绪论海洋中的生命1 生命的起源 宇宙大爆炸 原始大气中的无机小分子CO2 NH3 H2 CH4 太阳紫外线 闪电 高温等的作用下 小分子有机化合物氨基酸 核苷酸 单糖 脂肪酸 产生地球 聚合 缩合反应 有机高分子物质蛋白质 核酸 多糖 类脂等 多分子体系 长期演变 原始生命 海洋环境 1952S L Miller电击试验 聚集 现代生物界 进化 分支 生命起源于海洋 2 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 动物界所包括的33个门中 海洋动物具有32个门 其中15个门为海洋动物所独有 按生态类型主要分为浮游动物 底栖动物和游泳动物 海洋动物 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 磷虾 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 水底爬行的 钻蚀生活的 底层游泳的等类型 动物界 脊索动物门 脊椎动物亚门 软骨鱼纲 板鳃亚纲 下孔总目锯鳐目Pristiformes鳐形目Fajiformes鲼形目Myliobatiformes电鳐目Torpediniformes 蝠鲼 fen 圆犁头鳐鲨鱼的近亲 鳐鱼 上海海洋水族馆http www sh 比目鱼 flatfish 是两只眼睛长在一边的奇鱼 被认为需两鱼并肩而行 故名比目鱼 它是海水鱼中的鲽形目的一大类 包括有鲆科 鲽科 鳎科的鱼类 双目在头部左侧的称为鲆 长在右侧的称为鲽 牙鲆 鲽 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 箭鱼130公里 时 鲸类 鳁鲸55公里 时 长须鲸50公里 时 虎鲸65公里 时 抹香鲸22公里 时 鳍脚类动物 海狗35公里 时 海象18 20公里 时 鱼类 箭鱼130公里 时 旗鱼120公里 时 飞鱼65公里 时 鲨鱼40公里 时 头足类 枪乌贼4l公里 时 金乌贼26公里 时 短蛸15公里 时 红树林 它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩 是陆地向海洋过度的特殊生态系 调查研究表明 红树林是至今世界上少数几个物种最多样化的生态系之一 生物资源量非常丰富 如广西山口红树林区就有111种大型底栖动物 104种鸟类 133种昆虫 广西红树林区还有159种和变种的藻类 其中4种为我国新记录 红树是湿地的特色植物 主要指红树科的植物 全球共有61个品种 蜡烛果 秋茄树 木榄 海漆 榄李 海榄雌和银叶树等 因其富含单宁酸 氧化后为红色 所以称为 红树 红树林另一重要生态效益是它的防风消浪 促淤保滩 固岸护堤 净化海水和空气的功能 红树林 湿地 地球之肾 红树一些种属具有特异的 胎生 繁殖现象 种子在母树上的果实内萌芽 长成小苗后 同果实一起从树上掉下来 插入泥滩只要2至3个钟头 就可以成长为新株 如果落在海水里 随波逐流 数月不死 见泥生根 红树林是我国保护物种 近10多年来 先后建立了国家级 3个 省级 4个 县级 8个 红树林保护区15个 并制订了相应的保护法律法规 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 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化 生物的分类和分布 发育和生长 生理 生化和遗传 其目的是阐明生命的本质 海洋生物的特点和习性 及其与海洋环境间的相互关系 海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律 进而利用这些规律为人类生活和生产服务 海洋生物学研究的内容极为丰富 且随着海洋调查手段和开发技术的改进而不断地发展 可以说生物学的各个领域 在海洋生物学中均有相应的发展 海洋生物学的范畴 0707一级学科 海洋科学070701物理海洋学070702海洋化学070703海洋生物学070704海洋地质0710一级学科 生物学071001植物学071002动物学071003生理学071004水生生物学071005微生物学071006神经生物学071007遗传学071008发育生物学071009细胞生物学071010生物化学与分子生物学071011生物物理学071012生态学2007年国家学科分类情况 研究内容海洋生物学的研究对象为海洋生物 这是它区别与普通生物学的主要特点 其研究内容主要包括 1 海洋生物的分类和区系分布 按进化关系和形态差异划分为微生物 植物和动物 按生态特性和生存方式划分为浮游生物 底栖生物和游泳生物 海洋生物的区系划分是了解海洋生物的分布 生物资源量变动等基础生物学研究的主要内容 2 海洋生物的生殖 生长 发育和遗传发育 遗传和进化是当代生物学研究的三大重要课题 从分子水平和基因水平揭示海洋生物的遗传规律已成为海洋生物学的重要内容 3 海洋生物的生理生化了解生物个体的生长发育过程中各类生物大分子的各种变化和化学反应以及这些化学反应同生物个体发育之间的关系 海洋生物的生态环境生物体同环境组成统一体 生态学就是研究生物体同周围环境的关系 研究海洋生物的生态环境 海洋生物之间的食物链关系和生物资源变化规律 是海洋生物学研究不可缺少的部分 对指导合理开发海洋资源的同时如何加强对海洋生物生态环境的保护有重大意义 海洋生物学研究的重要意义 海洋生物资源安全保障技术核心内容 海洋环境保护方面的研究 生态环境修复方面的研究 海水养殖优良品种选育和种质的遗传改良技术核心内容 选种 育种 改良核心技术 传统遗传改良技术 现在基因工程 细胞工程等技术 海洋渔业资源可持续开发及增殖技术核心内容 通过掌握海洋渔业资源变化规律 采用安全 合理的捕捞技术 以保证海洋渔业资源的可持续发展 海洋天然产物的开发利用海洋生物物种繁多 生态类型和种群结构多样性丰富 为海洋天然产物的研发提供了良好的条件 已运用的方面有 海洋药物 海洋毒素 生物工程材料 如海葵 海绵及深海水母中的毒索可具有抑制肿瘤细胞生长的奇特功效 对白血病 恶性淋巴瘤 肺癌等亦有理想的疗效 河豚的毒素可以提取一定的剂量制成止痛药 药效长 美国制成的类似药品已成为目前最好的镇痛药 龙牡壮骨冲剂 第二章海洋环境与生物适应 海洋环境海洋环境为海洋生物的生存提供了适宜的生存空间 同时又制约其生活 生长 繁殖及分布 另一方面 海洋生物通过多种生存策略适应环境 海洋环境 海洋生物 影响 制约 适应 统一体 海洋环境的类型按区域性分为河口 海湾 沿岸海域 近海 外海等 按环境要素分为海水 沉淀物 海洋生物及海面上空大气等按功能和管理角度分为旅游区 渔区 港口等 海洋环境的自然属性1 海水96 5 是水 3 5 是可溶性盐 可溶性物质的含量用千分率表示 称为盐度 海水的热容量高海水温度的稳定性海水是稳定的环境海水是一种缓冲溶剂酸碱性的稳定34 8 盐度海水中的离子比例 热容量1摩尔物质温度升高 或降低 1度时所吸收 或放出 的热量 2 深度和光照海洋的透光层光照强度随深度的增加而减弱 达到一定深度后 即成为无光带 这以上0 200m为透光带 海洋的流体静力压 海水每深10米 流利静力压增加7013 25hPa 百帕 水深每增加10米 压强就增加一公斤 在10000米深的海水中 压强应该是1000公斤 平方厘米 马里亚纳海沟 MarianaTrench 是世界最深的海沟 最大水深为11034米 是地球的最深点 3 温度海水温度是海洋生物地理分布的限制因素 也是引起生物必要的专门适应性的原因 水温是决定海洋生物生存区域 物种丰度及其变动的主要环境因素4 海水的运动海水运动会导致生物环境的改变 影响海洋生物的生活和分布 生物的种群丰度和群落结构 海洋环境分区 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 海洋环境分区 水层区 底层区 近岸带 大洋带 海洋透光层 海洋无光层 浅海底 深海底 海岸带 陆架带 海洋中水层 海洋深水层 海洋深渊水层 海洋超深渊水层 深层带 深渊带 超深渊带 水层区 pelagic 水层区是海洋中整个开阔水域 水平方向上分为近岸带 neriticzone 和大洋带 oceaniczone 1 近岸带为大陆架水域 为大陆与海洋间的过渡 依次分为潮间带和潮下带 2 大洋带包括近岸带以外的全部水域 垂直方向上分为海洋透光层和海洋无光层 海洋透光层指光线能够透入的水层 约为海面到200水深的水层 其中0 50米为真光层 50 200米为弱光层 海洋无光层透光层以下的永久黑暗水层 按垂直方向可分为 海洋中水层 200 1000m 海洋深水层 1000 4000m 海洋深渊层 4000 6000m 海洋超深渊层 6000 10000m 底层区 benthic 底层区是海洋的整个海底 是底栖动物活动的场所可分为浅海底和深海底 1 浅海底200米以上的海底区域 可根据海底环境性质和所处深度分为海岸带和陆架带 海岸带包括高潮所及的地区 潮间带和朝下带 陆架带海岸带以下的陆架海底区 是洄游底栖鱼类的越冬索饵场 2 深海底200米以下的全部海底区域 包括深层带 深渊带和超深渊带 深层带大陆坡到4000m左右深度海底区 深渊带4000 6000m的广阔深海平原 超深渊带6000 10000m之间的海洋海沟海底区 海洋环境问题及保护 海洋环境问题主要是指有人类利用海洋环境不当和人为排污所造成的问题 过多的获取人类海洋过多的排放主要生态环境问题 1 海洋环境污染问题 海洋生物多样性下降和资源衰退问题海洋生境破坏和生态失衡问题有害赤潮问题全球环境变化及效应问题温室效应就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面 而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收 从而产生大气变暖的效应 大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃 使地球变成了一个大暖房 厄尔尼诺和拉尼娜现象 海洋生物的适应策略 海洋生物的生态类型根据运动方式 生活习性和生存环境的不同 可将海洋生物分为底栖生物 浮游生物和游泳生物 1 海洋底栖生物 benthos 底栖生物是海洋底部生活的一切生物 包括固着生物 爬行生物和穴居生物 2 海洋浮游生物 plankton 浮游生物缺乏发达的运动器官 游泳能力微弱 按营养方式分为浮游植物 phytoplanton 和浮游动物 zooplanton 按体形可分为大型浮游生物 小型浮游生物 微型浮游生物和超微型浮游生物 按生活史可分为永久性 终身 浮游生物 阶段性 半 浮游生物和暂时性 偶然 浮游生物 3 海洋游泳生物海洋游泳生物是水层中运动能力就强的一类生物 具有发达的运动器官 同时一般体形较大 如海洋鱼类 爬行动物 海洋哺乳动物和头足类软体动物 海洋生物的适应性策略 海洋生物为了能够适应其生活环境的变化 往往通过其形态 生理 行为 生活方式作出适应性反应 不同生态类型的海洋生物有不同的适应策略 1 海洋浮游生物的适应性策略海洋浮游生物环境适应性的首要问题就是解决其浮游性 如何保持自身漂浮 使其处于水体的真光层 策略1 体形微小 增大体表面积 如 体表有棘刺和突起 体形多为薄饼形或带形 策略2 群体生活组合成链状或球状 策略3 通过内涵物来保持漂浮 如体内含水量大 水母等 体内原生质含有油滴 鱼卵等 2 游泳生物的适应性策略随着不同深度水层的光线 水温 压力不同 不同水层的海洋游泳生物的适应机制也有所不同 浅海区水深200m以内 真光层 阳光直达海底 水温高 各种生物充足 中水层水深200 1000m 阳光微弱 各类海洋鱼类感光器官发达 或具备发光器 如灯笼鱼 鮟鱇鱼 星光鱼 深水层水深1000 4000m 无光 水温终年0 概区域大多数鱼类眼睛退化 靠发光器官捕食 同时由于藻类植物已绝迹 所以多以食肉鱼类为主 深渊层深度5000m以下 食物稀少 静水压可达1000个大气压 导致该区域生物身体具有特殊结构 表皮具有很好的渗透性 海水可以直接渗入细胞 以保持内外压力平衡 共性 流线型身体 体表具有黏液层减少摩擦和维持渗透压 有的种类 具有特大的嘴 富有弹性的颌 令人生畏的牙齿及其可扩大的胃 以有效地捕捉出现在眼前的食物 吞食比自身更为粗大的食物 3 底栖生物的适应性策略底栖生物生活方式多种多样 根据不同海区 分为浅海底和深海底两个主要海底环境类型 根据不同环境类型 生物进化出不同适应策略 一 浅海底栖生物主要包括潮间带至大陆架边缘内侧海底的所有生物 该区域的海水温度 盐度和光照条件显示出明显的不稳定性 固着习性是浅海底栖生物的显著特点 贝类 大型藻类附着在海底或岩石上 软体动物依靠吸盘或吸肢吸附 二 深海底栖生物的适应策略深海底层环境稳定 海水静止 海底多为泥沙 底栖生物多采用附肢或突出物 如根状结构或刺来作为附着或支持作用 不需要坚固的构造和流线型身体 大都缺少钙质骨骼 而且身体渗透性好 高静力压导致 人类活动对生物适应性的影响 随着工农业发展 人类活动对海洋环境的影响越来越严重 同时也导致海洋生物适应性的变化 海洋污染带来的生物学效应物种多样性变化外来物种入侵赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象 海洋污染带来的生物学效应海洋污染 人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境 其中包括河口港湾 以致造成或可能造成损害生物资源和海洋生物 危害人类健康 妨碍包括捕鱼和海洋其他正当用途在内的各种海洋活动 损坏海水使用质量和伤及环境美观等的有害影响 联合国海洋法公约 吸收沿食物链或代谢途径污染物质海洋生物进一步转移和扩散 UnitedNationsConventionontheLawoftheSea聯合國第三屆海洋法會議於1973年開始研訂 經過9年250多個代表團的參與 終於1982年通過簽署聯合國的 海洋法公約 該公約於1994年開始生效實施 物种多样性变化物种的种类组成的变化整个生物群落中的某一环发生变化 整个生态环境发生变化 生态系统的崩溃过度的商业捕捞和人为污染为破坏物种多样性的最大杀手奥克兰岛秋沙鸭瓜德罗普海燕小笠原夜鹭太平洋北鸬鹚无齿海牛太平洋拉布拉多鸭大海雀海貂加勒比隐士海貂大西洋灰鲸 海牛和儒艮 大海牛 Hydrodamalisgigas 1741 1768 乔治 斯特拉 维他斯 白令 外来物种入侵是指由人类活动有意或无意引入在某海域历史上从未出现过的物种 外来物种具有竞争性 捕食性 寄生性和防卫性 海洋生物外来物种通过船底携带 压舱水和人为引进等途径由原来栖息地扩散到其它地区 1869年苏伊世运河开通以来 就有250余种生物从红海进入地中海 截至2007年 已有288种外来物种入侵我国 其中植物类188种 微生物类19种 无脊椎动物58种 两栖爬行类3种 鱼类10种 哺乳动物类10种 赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象赤潮是在特定的环境条件下 海水中某些浮游植物 原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象 大量营养物质N P赤潮生物大量增殖人类工农业海洋富营养化赤潮 赤潮对海洋生态平衡的破坏赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏赤潮对人类健康的危害 贝素 赤潮生物分泌的赤潮毒素 毒性为眼睛蛇毒的100倍 第三章海洋生物的繁殖与发育 海洋植物的繁殖与发育 海藻海洋动物的繁殖与发育 海洋贝类 海洋鱼类 海藻 藻类主要特征 藻类是低等植物 分布广 绝大多数生活于水中 个体大小相差悬殊 小球藻3 4 m 巨藻长60m 具叶绿素 能进行光合作用的自养型生物 autotrophic plant 没有真正的根 茎 叶的分化 又称叶状体植物 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 sporeplant 总之 藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物 藻类在人类生活中的意义 食用价值我国利用藻类作为食品 不但有悠久的历史 食用的种类和方法之多 也是世界闻名的 据初步统计 我国所产的大型食用藻类至少有50 60种 经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类 如礁膜 Monostromanilidum 石莼 Ulvalactula 海带 Laminariajaponica 裙带菜 Undariapinnatifida 紫菜 Porphyrasp 石花菜 Gelidiumamansii 等 石花菜 医学和农业价值例如褐藻中的海带 裙带菜 羊栖菜 Sargassumfusiforme 等 都有防治甲状腺肿大的功效 红藻中的鹧鸪菜 Caloglos saleprieurii 和海人草 Digeneasimplex 可作为驱除蛔虫的特效药 从褐藻中提取的藻胶酸 甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用 例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料 甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能 琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外 还可用来作为制造药膏的药基 包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂 藻类是鱼类食物链的基础 鱼类的天然饵料 一般都直接或间接的来自浮游藻类 所以在淡水鱼类养殖中 多通过施肥 繁殖藻类 为鱼类提供饵料 但是 当浮游藻类大量繁殖发生水华的时候 由于水中缺氧或产生有毒物质 也往往引起鱼类大量死亡 赤潮藻 工业价值 以藻类为原料所制成的产品 特别是藻胶酸盐 已广泛应用于工业生产中 例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖 和淀粉一起制成包糖用的糯米纸 制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软 加入果子露中 可制成冷冻果汁 制鱼 肉罐头时加入琼胶 可以保持鱼 肉的原形 不致在运输中散开 在日本和欧美各国 还用琼胶作为酿造酒 醋 酱油的澄清剂 在建筑业中 藻胶酸除用以粉刷墙壁 水泥加固 涂敷木材 金属品和工作母机外 还可以制成格子板和油毡的代用品 在纺织工业中 藻类的繁殖方式可分为3种 营养繁殖 vegetativereproduction 无性繁殖 asexualpropagation 有性繁殖 sexualpropagation 生殖是指由母体增生新个体的能力 也可称为繁殖 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 常见的方式 细胞分裂 单细胞藻类群体破碎 群体藻丝体断裂 丝状体 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 孢子是在细胞内形成的 这与细胞分裂不同 先是核的分裂 随后为细胞质的分裂 核分裂的次数 各门藻类大体上是一定的 细胞质的分裂 有的是在细胞核都分裂完毕后才发生 有的是随着核的每次分裂而分割 这样分裂的结果 在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞 即是孢子 孢子离开母细胞后即成新个体 孢子类型 动 游泳 孢子zoospore 不动 静 孢子aplanospore 似亲孢子autospore 休眠孢子hypnospore 厚壁 垣 孢子akinete 内生孢子endospore 外生孢子exospore等 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 同配生殖 异配生殖 卵配生殖 卵配生殖 oogamy 卵子大 富含营养物质 但不能运动 精子小 含营养物质很少 但运动能力强 2个母细胞交换了部分核物质 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 空的丝状体可视为雄性 有合子的丝状体可视为雌性 接合管 海藻的发育 生活史 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 营养生殖型 无性生殖型 孢子生殖型 有性生殖型 单相型 双相型 无性和有性生殖混合型 无世代交替 有世代交替 1 营养生殖型 生活史仅有营养生殖 只能以细胞分裂的方式来进行生殖 蓝藻和裸藻等一些单细胞藻类属此 2 无性生殖型 孢子生殖 是生殖细胞 孢子 不经结合 直接产生子代的生殖方式 无性生殖型是指生活史中没有有性生殖 没有减数分裂 如小球藻 栅藻等 3 有性生殖型 有双相型和单相型两种类型 前者生活史中仅有一个双倍体 diploid 的藻类 只行有性生殖 减数分裂 R D 发生在产生配子之前 如绿藻门管藻目的一些种类 硅藻和褐藻门鹿角藻目就属于这种类型 后者生活史中是单倍体藻类 仅合子是双倍体核相 2n 减数分裂 R D 发生在合子产生之后 即静配同配 如水绵和轮藻 静配子接合 有世代交替 无世代交替 营养生殖型 无性生殖型 孢子生殖型 有性生殖型 减数分裂 R 减数分裂 R 单相型 双相型 4 无性和有性生殖混合型 1 是指生活史中既行无性生殖 又行有性生殖的藻类 这两个时期可随生活环境的改变而出现 也可以是生活史中相互交替的两个阶段 世代交替 世代交替指的是在生物的生活史中 产生孢子的孢子体世代 无性世代 与产生配子的配子体世代 有性世代 有规律地交替出现的现象 1 生活史中无世代交替 如衣藻Chlamydomonas 团藻Volvox 丝藻Ulotrix等 它们常是在生长季节末期才行有性生殖 是对不良环境的适应 生活史中无世代交替 其植物体为单相型 在有性生殖过程中 减数分裂发生在合子形成之后 新植物体产生之前 4 无性和有性生殖混合型 2 孢子减数分裂型 2 生活史是由孢子生殖和有性生殖共同完成的 其特点是其中有两种核相的植物体 某些红藻有3种植物体 一种是单倍体核相 另一种是双倍体核相 既有核相交替 又有世代交替 减数分裂 R D 发生在孢子囊产生孢子时 世代交替中 双倍体的植物体 又叫孢子体 行无性生殖 经减数分裂产生孢子 这一阶段又叫无性世代 单倍体的植物体又叫配子体 行有性生殖 产生雌 雄配子 这一阶段又称有性世代 许多藻类和高等植物均属这种类型生活史 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 藻类的组成 藻类Algae 拉丁文Algea 隐花植物纲Cryptogamia 藻类目Algea 又称裂殖植物 孢子植物等名称 藻类共分11个门 其顺序如下 1 蓝藻门Cyanophyta2 金藻门Chrysophyta3 黄藻门Xanthophyta4 硅藻门Bacillariophyta5 甲藻门Pyrrophyta6 隐藻门Cryptophyta7 裸藻门Euglenophyta8 绿藻门Chlorophyta9 轮藻门Charophyta10 褐藻门Fhaeophyta11 红藻门Rhodophyta轮藻 褐藻门和红藻门主要是大型藻类 海带 海带L japonica 大型藻类褐藻门Phaeophyta 褐藻纲Phaeophyceae 海带目Laminariales 海带科Laminariaceae 是重要的经济藻类 是一种深入民间的食品 又是医药和工业的重要原料 也是褐藻工业提取藻胶和制碘的重要原料 我国海带产量占世界第一位 约为世界产量的一半 形态特征 通常所说的海带是指海带的孢子体 植物体明显地分为固着器 柄部和叶片三部分 固着器为假根状或盘状 叶片单条或深裂为掌状 繁殖 生活史有明显地异型世代交替 配子体世代 单倍体 孢子体世代 双倍体 配子体世代 有性繁殖孢子体世代 无性繁殖 无性繁殖 孢子体 有性繁殖 配子体 无性世代 有性世代 海带的生活史有明显的世代交替 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2 4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 这样的生活史称为异形世代交替 海带的发育幼龄期合子分裂产生的小孢子 10cm的幼孢子体凸凹期由叶片基部开始至整个叶片形成纵向排列的两行凹凸脆嫩期叶片基部生长部细胞分裂旺盛 叶片生长迅速 积累大量水分 叶片脆嫩 厚成期海带的快速生长期 叶片变得肥大 有韧性 颜色呈深褐色成熟期成熟 孢子体停止生长 无性繁殖 游孢子 配子体 有性繁殖衰老期各种新陈代谢机能衰退 细胞衰亡 直至藻体死亡 紫菜 紫菜属于大型藻类 红藻门 Rhodophyta 红毛菜纲 Protoflorideophyceae 红毛菜目 Bangiales 红毛菜科 Bangiaceae 紫菜属 Porphyra 的统称 紫菜含有高达29 35 的蛋白质以及碘 多种维生素和无机盐类 味鲜美 除食用外还可用以治疗甲状腺肿大和降低胆固醇 是一种重要的经济海藻 坛紫菜 Porphyrahaitanensis 条斑紫菜 P yezoensis 和甘紫菜 P tenera 是主要的养殖种类 紫菜外形简单 由盘状固着器 柄和叶片3部分组成 叶片是由1层细胞 少数种类由2层或3层 构成的单一或具分叉的膜状体 其体长因种类不同而异 自数厘米至数米不等 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 与海带相反叶状体行有性生殖 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 果孢子 红藻的果胞在受精后形成的一种具二倍染色体的孢子 由它萌发形成红藻的孢子体 如紫菜的丝状藻体 配子体世代 孢子体世代 果孢子体世代 单孢子直接长成叶状体 江蓠Gracilariabirdiae 大型藻类红藻门 真红藻纲 北方称龙须菜 福建称海面线 棕仔须 广东称粉菜 海菜 江蓠体内充满藻胶 含胶达30 以上 是制造琼胶的重要原料之一 广泛应用于工 农 医业 作为细菌 微生物的培养基 沿海群众用其胶煮凉粉食用 也直接炒食 煮水加糖服用 具有清凉 解肠热的功效 在江蓠的生活史中 具有配子体世代 果孢子体世代和孢子体世代 它们可在同一时期内出现 海洋贝类 主要是指海洋无脊椎动物中具有贝壳结构的一大类营底栖生活的动物 主要分布在软体动物门 包括腹足纲 瓣鳃纲和头足纲 掘足纲等 腹足纲 贝壳1个 螺旋形 称单壳类 螺类 身体分头 足和内脏囊 头部发达 具1 2对触角 口腔内有齿舌 足部发达 位于身体的腹面 又称腹足类 内脏囊由于在发生期间经过旋转 故左右不对称 发生经过担轮幼虫和面盘幼虫 腹足纲是软体动物门中最大的一个纲 各种腹足动物 蛞蝓 kuoyu 1 蜈蚣咬伤 用蛞蝓生捣敷涂 2 痔热肿痛 用大蛞蝓一个捣中泥 加龙脑三分 胭脂坯子半钱 敷患处 敷药前 以石薜煮水熏洗更好 3 脚胫烂疮 用蛞蝓十个 瓦上焙干 研为末 调油敷患处 立效 海粉丝 裸腮类 紫色腺 毒腺 扁玉螺 鲍鱼 腹足纲代表 马蹄螺 红螺 笠贝 齿舌radula是软体动物特有的器官 位口腔底部的舌突起 odontophore 表面 由横列的角质齿组成 似挫刀状 摄食时以齿舌作前后伸缩运动刮取食物 头足纲 1 体分头部 足部和胴部 2 原始种类具外壳 如鹦鹉螺 其它种类为内壳或完全退化 3 口内有颚片和齿舌 4 神经系统高度集中 有复杂脑的结构 radula jaw brain 鹦鹉螺 头足纲代表 章鱼 八爪鱼 枪乌贼 鱿鱼 新蛸亚纲 Neocoleoidea 十腕总目 Decapodiformes 乌贼目 Sepiida 乌贼枪形目 Teuthida 又称管鱿目 包括鱿鱼 枪乌贼 八腕总目 Octopodiformes 章鱼目 Octopoda 章鱼 船蛸 Argonauta 水母蛸 Amphitretus 等 鹦鹉螺 鹦鹉螺是属于头足纲四鳃亚纲鹦鹉螺目的软体动物及贝类动物 现有的种类不多 但都是暖水性动物 它们是印度洋和太平洋海区特有的种类 在我国台湾 海南岛和南海诸岛均有发现 鹦鹉螺基本上属于底栖动物 平时多在100米的深水底层用腕部缓慢地匍匐而行 也可以利用腕部的分泌物附着在岩石或珊瑚礁上 它们能够靠充气的壳室在水中游泳 或以漏斗喷水的方式前进 人类模仿鹦鹉螺排水 吸水的上浮 下沉方式 制造出了第一艘潜水艇 世界上第一艘蓄电池潜艇和第一艘核潜艇因此被命名为 鹦鹉螺号 根据 水生野生动物资源保护法 规定 属于国家一级保护动物的鹦鹉螺 若需出售 每只得向国家交3万元资源保护费 瓣鳃纲 Lamellibranchia 各种贝类 蚌类等 具两片瓣状贝壳 故又称双壳类 Bivalvia 头部退化 足斧状 适于挖掘泥沙 具瓣状鳃 大多数海产名贵经济贝类皆属于该纲 主要食用部位为其闭壳肌 性别与性变 贝类的性别很复杂 有雌雄同体 雌雄异体 也有性变 性反转 现象 一般地说 多数贝类是雌雄异体 如珍珠贝 鲍等 但是在腹足纲和瓣鳃纲中某些种属中均是雌雄同体 在瓣鳃纲雌雄异体的种类 雌体与雄体的外形没有显著的区别 但在腹足类和头足类中 雌雄异形 雄性往往具有交换器官 雌体较大 也有一些种类 如牡蛎 贻贝等的性别很不稳定 有雌雄同体现象 也有雌雄异体现象 同时 同一个体还经常发生性变 在某一时期能从雌性变雄性 而在另一时期又从雄性变雌性 一般通常幼小个体中雄性个体所占比例较大 大龄的个体中 雌性占的比例较大 每年生殖细胞开始也大都是雄性先熟 关于性变现象的原因 第一 雄性先熟 持有这种论点者认为幼小贝类性腺最初是两性的 处于可变状态 因为精子形成的快 所以第一次成熟时 雄性占优势 当繁殖季节过后 又恢复到两性状态 第二年出现雄性或雌性 由营养条件决定 第二 营养条件与性变 有人发现在营养条件优良的情况下 雌体所占的百分数较高 反之 在营养条件不良的情况下 雄体所占的百分数较高 这些人认为性变是由营养条件来决定的 第三 水温与性变 水温升高 雌性占优势 若水温降低 雄性占优势 第四 代谢物质与性变 有的认为性别与代谢有关 如果蛋白质代谢旺盛 雌体占优势 若是醣元或其它碳水化合物代谢旺盛 雄性占优势 第五 寄居豆蟹与性变 有瓣瓣鳃纲中外套腔中常有豆蟹寄居着 被寄居蟹寄居者雄体多 雌体少 这说明寄居豆蟹影响性变 贝类大多数为雌雄异体 无第二性特征 但在繁殖期间性腺颜色不同 雄的颜色浅 雌的颜色深 少数雌雄同体 生殖腺颜色不同 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 雌雄原核的形成和融合精子进入卵细胞后 核膜破裂 染色质变得松散 破碎的核膜与松散的染色泡重新聚集 形成雄原核 malepronucleus 卵细胞核在完成第二次减数分裂之后 形成的细胞核即雌原核 在中心粒的微丝作用下 雄原核向雌原核方向迁移 雌雄原核相遇之后 核膜互融 形成共同的核膜 融合后的受精卵称为合子 融合成的核即为合子的细胞核 受精过程到此结束 紧接着第一次卵裂开始 卵裂 卵裂的概念 特点精卵融合后 受精卵仍然是单个细胞 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 blastonere 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 分裂的结果 细胞数目越来越多 分裂球越来越小 各种动物卵裂速度相差很大 海胆卵于受精后数小时即形成数千个细胞 蛙1天内形成数千个细胞 而哺乳类1天时尚未完成第1次卵裂 随后的每次卵裂也需10 12小时 在脊椎动物中是最慢的 动物卵裂模式的不同和卵内所含卵黄的数量和分布有密切关系 卵黄可阻滞卵裂进行的速度 甚至阻止卵裂面将细胞完全分开 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分为 1 1均等卵裂 equalcleavage 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 unequalcleavage 卵黄分布不均匀 形成的分裂球大小不等 如软体动物 蛙类等 2 不完全卵裂 partialcleavage 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 discalcleavage 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 peripheralcleavage 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 全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 如大部分软体动物 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16 64细胞期 形成多细胞实心球体 为典型的桑椹胚 贻贝 紫贻贝 Mytilusedulis 软体动物 瓣鳃纲 贻贝目 贻贝科 俗称青口 海红 贻贝和翡翠贻贝多为雌雄异体 少数雌雄同体 在非繁殖季节 雌雄外观并无第二性征 但在繁殖季节 雄性性腺多呈乳白色 雌性则为橙黄色或桔红色 G 贻贝繁殖的最适水温12 一14 当水温高于22 一23 时 性腺停止发育 贻贝的繁殖期一般可持续2 3个月 繁殖季节一般在我国南方为春 秋两个繁殖季节 浙江 福建一带 繁殖季节为4月中旬至6月上旬及10月下旬至11月上旬 贻贝的胚胎发育 大多数腹足类行体内受精 而大多数瓣鳃纲生殖细胞排放在海水中受精 受精受精卵受精卵分裂 卵裂 胚胎发育 从受精卵分裂至原肠胚期卵裂形式为完全不均等卵裂 属螺旋型 软体动物中除头足纲外均为螺旋型卵裂 1 精子2 卵子3 受精卵4 第一极体5 第二极体6 二细胞7 四细胞8 八细胞9 十六细胞10 三十二细胞11 桑葚期12 囊胚期13 担轮幼虫14 D形幼虫15 壳顶幼虫初期16 壳顶幼虫后期17 稚贝 贻贝的胚胎发育 幼虫发育期 担轮幼虫期面盘幼虫期 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 担轮幼虫期 trochosphere 面盘幼虫 软体动物海产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 刚形成的D型幼虫消化道没形成 不能摄食 以卵黄颗粒为营养 形成消化道后开始摄食 面盘 D型幼虫 壳顶初期幼体特点 足成棒状 壳顶隆起 但没有超过直线铰合部 胃的四周出现消化盲囊 壳顶中期幼体特点 壳顶突出铰合部 面盘发达 足皱褶 壳顶后期幼体 眼点幼体 特点 1 足成靴状 足的基部出现一对平衡囊2 消化盲囊几乎包被整个胃3 在消化盲囊腹面外套膜中间 足的基部出现一对眼点 眼点有视觉的作用 幼体幼背光性 4 外套膜边缘加厚 外套膜内表皮下陷形成鳃原基 匍匐幼体 后期面盘幼虫 特点 面盘退化利用足在附着基上匍匐生活 稚贝变态标志 1 形成含有钙质的贝壳 壳行改变2 面盘萎缩退化 开始用鳃呼吸与取食3 生态习性的改变 牡蛎ostrea 牡蛎 软体动物门 瓣鳃纲 异柱目 牡蛎科 广东称 蚝 福建台湾称 蚵 北方称 海蛎子 牡蛎有雌雄同体和雌雄异体两种性现象 它们之间还经常发生性别转换 牡蛎的繁殖方式可以分为卵生型和幼生型两种 卵生型的繁殖方式 亲贝把成熟的精卵排出体外 在海水中受精 孵化 发育 经过一段时间的浮游生活后即固着在岩礁等物体上 大多数牡蛎如褶牡蛎 长牡蛎 近江牡蛎等都属于这种繁殖方式 幼生型的繁殖方式 卵细胞在母体的鳃腔内受精孵化直至发育成一面盘幼虫 然后排出体外在海水中继续发育形成个体 如 密鳞牡蛎 栉孔扇贝Chlamysfarreri 属软体动物门 瓣腮纲 异拄目 扇贝科 扇贝属 毛蚶Scapharcasubcrenata 1988年 上海发生两起甲肝的大流行 一次发病人数达31万多人 调查证明 这起甲肝大流行是由于生食被甲肝病毒污染的毛蚶引起的 泥蚶Tegillarcagranosa 海洋鱼类的繁殖与发育 鱼类性成熟鱼类经生长发育达到初次生殖 即标志其进入性成熟期 达到性成熟的年龄因种类而不同 即使是同种鱼类 也会因各种原因而有变动 在性别上 通常雄鱼比雌鱼的性成熟年龄要早 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2 3月龄即达性成熟 香鱼鲑形目 香鱼科 香鱼属 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 或年生长量较低 鲟形目鱼类大多属此类型 例如黑龙江鳇在15 20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2 3龄或4 5龄 影响鱼类性成熟的外界因子很多 主要有水温 光照 盐度和水流等 1 水温生活在不同纬度带或是在不同温度条件下的同种鱼 达到性成熟所需时间不同 例如鲢以华南地区为最短 最小为2 3龄 黑龙江地区则需5 6龄 2 光照大部分鱼类性腺的发育需要光照 如长期在黑暗环境中生活 垂体的分泌机能受到抑制 性腺发育受阻 性成熟延后 至于光照时间长短对性成熟的影响 与鱼类对光照的适应特性有关 可分为长日照与短日照两种类型 3 盐度盐度对于洄游性鱼类和咸淡水鱼类的性成熟有重大影响 例如鳗鲡在淡水生活阶段 性腺发育停滞 在盐度为18 以上的环境中才能达到性成熟 鲻鱼的性成熟也必需经过海水过渡的阶段 已经查明松江鲈进入河口区及海水中才能达到性成熟的原因 除了盐度外 还和碘的摄取有关 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 其实质是指每批卵母细胞从形成到发育成熟所经历的周期 按鱼类性周期的长短可分为三种类型 1 性周期为一年的类型大多数鱼类的性周期为一年 性腺由排出性产物后至下一批性产物的成熟 大体要经历一年时间 例如草 青 鲢 鳙在自然条件下 性周期大多为一年 2 短性周期类型此类型的性周期远不足一年 大多出现在热带和亚热带性鱼类 例如罗非鱼的性周期为45 60天左右 食蚊鱼两次生殖相隔数月 食蚊鱼 吞食孑孓 ji ju 能力强 可用以灭蚊 原产北美 三十年代引入中国 斑马鱼 鳉形目 由于斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87 3 性周期为二年的类型大部分鲟形目鱼类的性周期长达二年 甚至更长 即性腺隔年成熟一次 性周期的长短是鱼类在繁殖上对环境的适应 当环境条件变化时 鱼类的性周期也会发生变动 例如在广东的精养池塘中 鲢的性周期缩短 一年中可以有2 3个性周期 很多种类的雄鱼 性周期的长短变动很大 配子的结构与配子的发生 精子的形态除了线虫 各种动物的精子都是同一类型 均可分为头 颈 尾三部分 1 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顶体 这与硬骨鱼类卵膜有卵膜孔有关 精核 顶体 2 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