海洋生物学讲义.doc

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、游泳动物海水中可溶性物质的含量用‰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）的热量海洋环境问题：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：一种有害的海洋生态学现象，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殖或高度聚集造成水体变色人类活动对生物适应性的影响：海洋污染带来的生物学效应（损害生物资源，危害人类健康）、物种多样性下降（过度商业捕捞和人为污染）、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的演替现象藻类主要特征：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 3-4μm ，巨藻长 60m3. 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 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）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。

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 营养生殖型； 蓝藻、裸藻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 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：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，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16～64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9＋2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。

鱼类的生殖方式有卵生、卵胎生和胎生三种类型鱼类的。