绪论
水生生物学(hydrobiology):研究水中生活的各种生物生命活动的规律和控制利用的科学,
范围十分广泛,包括水生生物形态分类、生理、生态各个方面。
水产饵料生物学:浮游植物、浮游动物、底栖动物,在系统分类上主要属于藻类、水生维管
束植物和无脊椎动物。水产饵料生物学是研究作为经济水生动物饵料的浮游植物、浮游动物、底栖动物和大型植物的科学。
第一章 藻类概述
藻类(algae)低等植物,生殖方式以细胞分裂为主,无真正的根、茎、叶的分化。藻类植
物体通常可以看做是简单的叶,故又称叶状体植物。藻类具有叶绿素,整个藻体都有吸收营养,进行光合作用的能力,因此一般均能自养生活。(藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。)
藻类形态
1、 单细胞 形态: 单细胞群体
多细胞体:丝状体、膜状体
2、藻类cell的形状:球形、椭球形、圆柱形、纺锤形、纤维形、新月形等 细胞壁
Cell质 3、cell结构 原生质体 cell核
4、 A、(外)果胶+纤维质(内) 绿藻 B、Fe囊壳 囊裸藻 有cell壁: C、硅 SiO2 H2O+果胶 硅藻 D、硬化的果胶 H形 黄藻
E、纤维素+藻胶 红藻、褐藻
F、无细胞壁 部分甲藻、金藻和褐藻
无cell壁(蓝藻)
a、表质:细胞质表层特化为一层坚韧有弹性的构造
? 体全裸露,表层不特化为表质(周质体),细胞可变形; ? 有表质,形态较稳定;
? 表质表面平滑或具纵走条纹或具螺旋绕转的隆起,或附有硅质或钙质小板,
有的板上还有刺。
b、囊壳:特殊的细胞壁状的构造
? 囊壳中无纤维质,但常有钙或铁化合物的沉积,常呈黄色、棕色甚至棕红色; ? 囊壳形状一般并不与原生质体一致,囊壳的内壁并不紧贴在原生质体的表
面,中间有较大的空隙,其中有水充塞,因此原生质体在囊壳中常可自由伸展和收缩,或向四周作螺旋绕转;
? 囊壳的形状、开孔、附属物(如棘、刺、疣状突起等)在分类上,尤其在属、
种的鉴定甚至分科鉴定上具有重要意义。
5、cell核(除蓝藻细胞无典型的细胞核外,其余各门藻类的细胞大多具有一个细胞核,少数种类具有多个核)
6、cell质
色素:4大类,即叶绿素(chlorophyll)、胡萝卜素(carotene)、叶黄
素(lutein)和藻胆素(phycobelin)
色素和色素体 所有藻类都有叶绿素a和β-胡萝卜素
色素体:光合作用的场所,除蓝藻和原绿藻,色素均位于色素体内。
杯状、盘状、星状、片状、板状和螺旋带状等。轴生或周生。
同化产物:由于各门藻类的色素成分不同,所以光合作用制造的营养物质——同化产物及转化的贮藏物质也不相同 蓝藻门——蓝藻淀粉 裸藻门——副淀粉 绿藻门——淀粉
绿藻和隐藻的贮藏物都在色素体内,而其他藻类的贮藏物均在色素体外。
蛋白核:是绿藻、隐藻等藻类中常有的一种细胞器,通常由蛋白质核心和淀粉鞘(starch sheath)组成,有的则无鞘
鞭毛:由微管组成的一种运动胞器,其基本结构是“9+2”模型。鞭毛有尾鞭型和茸鞭型两种类型。除蓝藻和红藻外,其余各门藻类均有营养细胞和生殖细胞具鞭毛或仅生殖期(动孢子和配子)具鞭毛的种类。
生殖方式(营养生殖、无性生殖、有性生殖)
1、营养生殖是一种不通过任何专门的生殖细胞来进行繁殖的方式。(细胞分裂)
在单细胞种类,通过细胞分裂;在群体和多细胞体的藻类中,通过断裂繁殖
2、无性生殖(孢子生殖)先是核的分裂,随后为质的分裂
孢子的类型有动孢子、不动孢子、厚壁孢子、似亲孢子、休眠孢子、内生孢子
和外生孢子等
动孢子(游泳孢子)有鞭毛,能运动
不动孢子(静孢子)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。
厚壁孢子(厚膜孢子/厚垣孢子)
3、有性生殖
配子(进行有性生殖的细胞) 配子囊(产生配子的母细胞) 同配 雌、雄配子的形态与大小都相同 异配 雌雄配子的形态相似而大小不同
卵配 雌、雄配子的形状,大小都不相同,卵(雌配子)较大,不能运动。精子(雄配子)
小,有鞭毛,能运动。
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(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)
有营养生殖型、无性生殖型、有性生殖型和无性和有性生殖混合型4种类型。
营养生殖型:仅营养生殖,只能以细胞分裂(蓝藻、裸藻) 无性生殖型:栅藻
有性生殖型:双相型:生活史中仅有一个双倍体(diploid)的藻类,减数分裂(R)
发生在产生配子之前(硅藻)。单相型:生活史中是单倍体藻类,仅合子是双倍体核相(2n),即静配同配,如:水绵、轮藻
无世代交替的无性和有性生殖混合型(是在生长季节末期才行有性生殖,是对不良
环境的适应)
有世代交替的无性和有性生殖混合型
分类
11门(黄金甲蓝绿裸硅隐轮褐红)
分布
藻类生活环境的特点及其与环境的相互关系,主要可归纳浮游藻类、底栖藻类和附着藻类等生态类群
温度、盐度对藻类的分布的影响
生活在海洋中的硅藻、甲藻及蓝藻(超微藻类)的浮游种类,是海洋初级生产力的重要组成部分,被称为海洋牧草。淡水浮游藻类中种类最多的是蓝藻门、硅藻门和绿藻门。裸藻门、隐藻门和甲藻门种类虽不多,但在淡水浮游生物中也极为常见,有时数量也很多,可形成优势种群
底栖藻类(它们以水体中的高等植物、建筑物或其它物体以及水体底质为基质(matrix),用附着器(hapteron)、基细胞(basal ce11)或假根(pseudorhize)等营固着生活)
意义
藻类的渔业和工农业价值
浮游藻类在水体中是鱼类和其他经济动物的直接或间接的饵料基础,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的关系
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,而引起的赤潮对渔业有害 藻类可作为水污染的指示生物
藻类对有机质和其他污染物敏感性不同,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,利用水中的N 、P等营养盐,因此,可用作氧化塘法进行污水处理。
藻类、细菌和原生动物等组成的生物膜(biofilm),对水体有机物的分解、水体净化和判断水质好坏均具有一定的作用。 藻类的医药和食用价值
食用、药用的藻类有紫菜、海带、江蓠、麒麟莱和发菜等。卡拉胶、琼胶等可作为通便剂和胶合剂等。另外很多微藻含有蛋白质、维生素、糖蛋白、虾青素
第二章 蓝藻门
一、主要特征:
1、细胞壁:(内)纤维素、(外)果胶质
2、有色素(叶绿素a、β胡萝卜素、藻胆素(蓝藻藻蓝素+蓝藻藻红素))、无色素体(特殊) 3、同化产物:蓝藻淀粉(副淀粉的一种、遇I2不变蓝,呈淡红色) 4、原核生物(蓝细菌):无细胞核、无核仁、核膜的分化、核物质在中央区
5、繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖,未发现有性繁殖,可产生的孢子有:内生孢子、外生孢子、厚壁孢子(休眠孢子)、藻殖孢 内生孢子:在单细胞或群体类型
外生孢子:单细胞的管孢藻属和列管藻属 厚壁孢子:丝体体
藻殖段:蓝藻藻丝上两个营养细胞间生出的胶质隔片(凹面体)或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分段,又称段殖体或连锁体。
藻殖孢:也是一种短丝体,与藻殖段的不同之处是外部具有胶鞘包围,形如含一藻殖段的孢子,位于母株分枝的顶端,萌发时胶鞘的一端或两端破裂,发育为新的个体。 异形胞:丝状蓝藻类(除了颤藻目以外)产生的一种与繁殖有关的特别类型的细胞,它是由营养细胞特化而成的。形状与一般细胞不同,圆形色淡,成熟的异形胞是透明的,其细胞壁在与相邻细胞相接处有钮状增厚部(极节球)。具有异形胞的蓝藻能固氮,当水中氮缺乏时,异形胞的数目显著增加。
二、分类
色(蓝)球藻目 管胞藻目 蓝藻纲 瘤皮藻目 颤藻目 念珠藻目 多列藻目
(一)蓝球藻目
1、微囊藻属(湖靛) 多细胞群体、群体呈球形、类椭圆形、不规则形或不规则穿孔状、常有假空泡和颗粒。大量繁殖形成沙絮状水华,呈铜绿色,渔民称之为湖靛
2、色(蓝)球藻属(板栗) 球形、半球形,2、4、8、16或更多细胞组成的群体,单个较少见。每个细胞外都有个体胶被,群体胶被厚,均匀或有层理
3、平裂藻属(竹筏)由一层细胞排列成不规则群体,两个细胞一对、两对一组、四组一群体。具群体胶被,个体胶被不明显
(二)颤藻目
1、螺旋藻属:单细胞或多细胞组成的丝状体,无胶鞘,无异形胞和厚壁孢子,大量繁殖可形成水华。目前国内外工厂化培养的种类主要是钝顶螺旋藻和极大螺旋藻,其中钝顶螺旋藻含蛋白质高达53-72%
2、颤藻属:不分枝的丝状体,外部没有胶鞘,最顶部的细胞为帽状, 小黑点为假空泡,过浮游生活。泥生颤藻是水体污染的指示生物。
(三)念珠藻目
1、鱼腥藻属(项链)由球形细胞组成的丝状体,有厚壁孢子
┖紧靠异形胞(项圈藻远离异形胞) 、异形胞(发亮、长在营养细胞的中间、间生) └常间生
放养满江红即利用与满江红共生的满江红鱼腥藻所固定的氮来增加稻田肥力。螺旋鱼腥藻是白鲢鱼的优质食物。
三、生态分布和意义
? 蓝藻在自然界在分布很广,凡是潮湿、有光照的地方都能生长,蓝藻多喜生于有机
质丰富的碱性水体中,湖泊中以表层水及近岸部分较多,小型湖泊较大型湖泊多,在我国南方水体常年可见。
? 在温暖、阳光充足的季节,富含营养的水体常见蓝藻过盛繁殖形成水华(赤潮)。
形成水华的蓝藻主要有:微囊藻、鱼腥藻、色球藻、螺旋藻、拟项圈藻、腔球藻、尖头藻、颤藻、裂面藻、胶鞘藻、节球藻、束毛藻等十多个属。微囊藻水华极为常见,它是水体富营养化的标志。
? 有些蓝藻具有固氮能力,特别是具有异形胞的种类。国内外正在利用蓝藻固定游离
氮,为农作物的肥源寻找新途径。如稻田中接种培养固氮蓝藻-满江红鱼腥藻A. azollae 可增加水稻产量。
? 有的蓝藻可作为水质的指示生物:
褐色管孢藻Chamaesiphon fuscus ——清水 泥生颤藻Oscillatoria limosa——污水
第三章 硅藻门
一、形态构造
①具硅质细胞壁,内层果胶质,外层硅质;
②细胞壁:上下两壳,大-上壳,小-下壳;cell壁上有有花纹:点纹、孔纹、线纹、肋纹
③上下壳:壳面、壳套、相连带、间生带、隔片。