海洋生物学课件-第一部分讲义

海洋生物学MARINEBIOLOGY上海海洋大学水产与生命学院李云e-mail:[e-mail]:13371936049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。4.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离子百分比(%)Cl-55.04Na+30.61SO42+7.68Mg2+3.69Ca2+1.16K+1.10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2.海洋生物多样性下降和资源衰退问题3.海洋生境破坏和生态失衡问题4.有害赤潮问题5.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