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水生复习题

水生生物学

第一章绪论

1.名词解释

水生生物:

是指生活于水中的植物和动物，是一个庞大而复杂的生态类群。

前者包括藻类和高等水生植物；后者从原生动物到脊椎动物，种类繁多。

水生生物学:

是生物学的一门分之学科。

其内容包括形态、分类、生态和生理四大部分，是阐明有关生活在水中生物生命活动的各种规律，并探讨其控制利用的学科。

滨海带（littoralzone）或称海岸带，包括潮间带和高潮时浪花可以溅到的岸线。

它是海洋与陆地之间的一个狭窄的过渡带，交替受到空气和海水淹没的影响。

浅海带（sublittoralzone）海岸带（潮间带）下缘到大陆架边缘的大陆架海底。

地形平缓，坡度小，大陆缘是其外限。

2.为什么说水生生物的多样性大于陆地生物?

（1）水是生命的摇篮,原始生命诞生在海洋中.生物进化的漫长过程有9/10的时间是在海洋中进行的.地球上书籍的30多个门中,海洋生物多达28门,其中13门为海洋特有,淡水已知有14门.因此,水生生物的种类比陆生生物丰富.

（2）海洋水体大,占地球表面的71%,平均深度3800m,海洋生存空间比陆地生存空间大300倍.同时陆地上还有数量和体积可观的江河湖泊.水生生物比陆生生物具有更大的生存空间.

（3）海洋环境广阔,各种类型的生境较陆地环境多,使之相适应的生物种类也较多.

（4）相对陆地环境,水环境比较稳定.由于海水水体大,组分稳定,缓冲性能好,使得海洋生物的分布范围更广.

3.根据国内外对海洋生物的研究和开发利用历史、现状，与陆地生物相比，你认为海洋生物资源的开发利用潜力如何?

有何建议?

（1）水生生物物种资源多样性及形成机理和变化规律的探究.

（2）重要经济作物物种和濒危物种的基因资源和遗传背景研究.建立水生生物物种资源库.

（3）水生生物物种的就地保护和迁移保护技术研究.

（4）濒危水生生物种质资源恢复和利用.重要物种栖息地和物种的恢复和重建.

（5）加强水生生物资源保护人才培养.加大海洋生物物种资源研究和保护工作的资金投入.

4.水生生物和陆生生物的物种数各有多少?

如何说明水生生物的多样性大于陆地生物?

估计

已知

海洋生物

210万

21万

淡水生物

120万

40万

陆生生物

115.2万

总和

500~5000万

140万

关于水生生物和陆生生物的物种数问题，由于每天都有新的物种被发现，也有物种在灭绝，所以数量难定，只是一个大概的数量级。

据统计世界上共有1300万-1400万个物种，已经标识的物种数为175万。

水生生物约21万，预计实际数量则在这个数字的10倍以上，即210万.

第二章水生生物的生态环境与生态类群

1.水生生物有哪些主要生态类群?

各有何特点?

（1）水面区的生物：

漂浮生物它们的身体一部分在水中，另外的一部分则露在水面。

（2）水层区的生物:

浮游生物和自游生物（游泳生物）

浮游生物是不能主动地作远距离水平移动的生物，大多体形微小，通常肉眼看不见。

它们没有游泳能力或者游泳能力很弱，一般不能逆水前进，只能依靠水流、波浪或水的循环流动而移动。

自游生物是形状较大，游动能力很强，能主动地作远距离游动的生物。

也能逆流自由行动。

（3）水底区的生物:

在水底区生活的生物类群，称为底栖生物.

它们有的在水底固着生活；有的在水底移动甚至在一定时间内能离开水底区到水层区中游泳；有的钻埋水底土壤中以及钻蚀在坚硬物体中生活。

此外，还有一些底栖生物是生活在水中的物体上.

2.简述海洋的三大环境梯度.

（1）从赤道到两极的纬度梯度主要表现为赤道向两极的太阳能辐射强度逐渐减弱，季节差异逐渐增大，每日光照持续时间的不同，从而直接影响光合作用的季节差异和不同纬度海区的温跃层模式。

（2）从海面到深海海底的深度梯度主要由于光照只能透入海洋的表层（最多不超过200m），其下方只有微弱的光或是无光世界。

同时，温度也有明显的垂直变化，底层温度很低且较恒定，压力也随深度而不断增加，有机食物在深层很稀少。

（3）从沿岸到开阔大洋的水平梯度主要涉及深度、营养物质含量和海水混合作用的变化，也包括其他环境因素（如温度、盐度）的波动呈现从沿岸向外洋减弱的变化。

对海洋生物的生活、生产力时空分布等都有重要影响。

3.*根据海洋环境的特点，你认为海洋生物适应海洋环境生活的主要特征是什么?

（1）海水具有透明性,保证光线可以透入一定的深度,海洋中的CO2和碳酸氢盐含量也非常丰富,浮游植物可以漂浮在表层,通过光合作用制造有机物.

（2）个体小的生物,表面积和体积比率大可减慢下沉速度,并有利于从稀溶液中吸收各种有用的成分,小体小通常也能较快的繁殖.

（3）海水具有较高的渗透压,相应的海洋生物体内盐浓度较高,具有较强的内环境渗透压调节系统,以维持体内外渗透压的平衡,保证正常的代谢生理活动.

（4）海洋动物具有适应水环境生活的鳃,可以呼吸溶解氧.具有过滤食物的取食器官.

（5）海洋动物具有鳍等游泳器官,适应海洋生活.部分低等海洋动物具有吸盘,可以固着生活或参与运动,保护和防御敌害.

（6）海洋生物可产生并释放孢子或配子等生殖细胞,这些生殖细胞可随水流漂移,扩大种群分布范围.

4.*举例说明如何利用海洋生物指示海洋环境的变化?

第三章藻类

第1节藻类概论

孢子植物:

是指通过产生孢子繁殖后代的植物,包括藻类,地衣,苔藓,蕨类植物.其生物史中未曾形成种子.

藻类:

是一群具有叶绿素，营自养生活，植物体没有真正的根茎叶的分化，生殖器官是单细胞的，用单细胞的孢子或合子进行生殖的低等植物。

原核藻类:

细胞内无核膜,核仁,染色质,即无典型的细胞核的藻类,如蓝藻.

真核藻类:

细胞内具有典型的细胞核,为真核生物的藻类.大多数藻类为真核藻类.

微藻:

个体微小（5~50μm）的单细胞藻类.

浮游植物:

这是一类自养性的浮游生物，具有叶绿素或其它色素体，能吸收光能（太阳辐射能）和二氧化碳进行光合作用，而自己制造有机物（主要是碳水化合物）。

这类浮游生物主要包括细菌和单细胞藻类——硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻、金藻、黄藻等。

它们是水域生态系统中的主要生产者，属于初级生产力，其中有些细菌又是还原者。

由于需要吸收日光能，一般分布于海洋的上层或称真光层.

1.*请从藻类种类、分布、大小、形态、生殖、营养等方面说明藻类的多样性.

2.请你谈谈藻类学研究的主要意义。

（1）藻类作为初级生产者，能通过光合作用把太阳能转换为更有用的化合物形式。

这些化合物可作为更高级生物体的能源。

（2）藻类光合作用放出O2，使海洋和大气中的氧气得到补充，以供鱼类和其它动植物的需要。

（3）藻类除了为更高营养级的生物提供食物外，还为其它生物提供栖息地，如海藻丛中生活的各种生物。

（4）藻类对人类有很多有益的帮助，是重要的生物类群。

例如，海藻为世界各地人民提供重要的食物来源，尤其是在东南亚地区（日本、中国），如海带，紫菜，螺旋藻，小球藻等。

海藻也是很多化学提取物的重要来源，如海藻胶，色素等。

目前还研究从微藻中提取各种生物活性物质，它们具有广泛的商业应用价值。

海洋药物研究是目前的一个研究热点。

（5）微藻类由于个体小、营养价值高、容易人工培养，是水产养殖动物幼体的饵料.

（6）某些藻类有很强的富集重金属的能力，同时放氧，可利用于处理重金属污染，改善环境.

（7）利用藻类光合放氧的功能，科学家研究用藻类作为宇航员氧气供应来源，也可作为食物来源。

第2节浮游生物与浮游植物简介

浮游生物:

在海水或淡水中能够适应悬浮生活的动植物群落，易于在风和水流的作用下作被动运动。

永久性浮游生物（holoplankton）:

整个一生在水中营漂浮生活。

大多数浮游生物属于这一类，或称终生浮游生物。

阶段性浮游生物（meroplankton）:

在生活史中仅某一阶段（一般为幼虫期）营浮游生活；经过变态后，改营底栖或自游生活。

这类幼虫在浮游生物群落中（特别是在动物繁殖盛期）常占有很重要位置。

它们常周期性地在一定季节出现（主要在春、夏、秋三季），故又称季节性浮游生物。

你认为浮游植物适应浮游生活的主要机制是什么?

（1）缩小体积，增大相对表面积，从而增加抵抗下沉的阻力，因此大多数浮游生物是微小的。

（2）具有刺毛、突起或连结成群体，以增加与水之间摩擦抵抗力。

（3）形成比重较小的代谢物质，如进行光合作用的细胞产生气体、脂肪或油珠等比重轻的物质。

（4）形成气囊状物质，如许多蓝藻细胞通过大量产生伪空胞，以适应悬浮生活。

（5）在不同的离子的溶液中，藻类可通过选择性保留“轻”离子以调节浮力。

离子调节减少浮力的效率依赖于藻细胞有一个相对大的液泡。

第3节硅藻

壳缝:

羽纹硅藻壳面沿纵轴有一条裂缝即为壳缝,又称纵沟.具壳缝的种类可以行动.

孢囊:

是甲藻在不良环境条件下产生的特殊细胞，其作用类似于硅藻的休眠孢子，可以使种群渡过环境恶劣、营养细胞无法生存的季节；具有抗破损和被捕食的性能，最大限度地扩大孢囊的分布范围并保存其数量；通过在海底越冬使种群能在同一海域长期存在，并成为翌年赤潮发生的种源；等等。

复大孢子:

复大孢子是正常生理适应.它是指硅藻细胞经过分裂减小到一定程度时,母细胞（小细胞）分裂,不长下壳而吸水扩大,在这种原生质里组成复大孢子,其大小比母细胞大得多.

1.图解（或简述）硅藻硅质壳的一般形态。

（1）硅质壳分上壳和下壳，套在上面的称上壳，下面称下壳.上壳来自母细胞，由上壳面和上壳环组成，下壳来自细胞分裂后的子细胞，由下壳面和下壳环组成。

（2）壳顶和壳底，均称为壳面。

（3）壳边相连部分称为相连带，上下相连带总称为壳环或壳环带，该面为壳环面。

（4）壳面向相连带弯曲部分称为壳套。

3.在同一硅藻种群中，细胞大小往往差别很大，这种现象与硅藻细胞分裂特点有何关系？

你认为可能的机理是什么?

硅藻细胞分裂时母细胞的上、下壳分开,新形成的两个细胞各自再形成新的下壳.这样形成的两个新细胞,一个与母细胞大小相等,一个则比母细胞小.经过如此方式的分裂,硅藻细胞越来越小,到达一定程度,这种小细胞不再分裂,会产生复大孢子以恢复原来大小.

因此,在同一硅藻种群中细胞大小差别很大,是由于硅藻细胞特殊的细胞分裂方式所致.

可能的机理:

形成下壳的时间较短,以便在短时间内完成繁殖,以适应外界生活.

第4节甲藻

同配生殖（isogamy）由两个形状、结构、大小和运动能力等方面相同的配子互相融合，而发育成新个体的有性生殖.

异配生殖（anisogamy）形状、结构、大小和运动能力等方面有区别的两个配子进行结合而形成新个体的生殖方式.

1.有一种甲藻其壳板的板式为1个顶孔板（poreplate，Po），3个顶板（apicalplates,’），1个前间插板（anteriorintercalaries,a），6个前横沟板（Precingularplates,’’），8个横沟板（cingularplates,c），5个纵沟板（sulcalplates,s），5个后横沟板（postcingularplates,’’’），1个后间插板（posteriorintercalaries,p），3个底板（antapicalplates,’’’”），请写出其甲板的板式.

板式:

Po,3’,a,6’’,8c,5s,5’’’,p,3’’’”.

第5节其它浮游植物

1.根据球石藻的细胞壁结构特点和在海洋中大规模水华的现象,判断其对海洋生物和海洋与大气环境可能的影响.

球石藻细胞有较大的碳酸钙鳞片（球石粒）。

细胞埋于胶质包被中。

成鳞细胞具有2条茸鞭型鞭毛，Cricosphaeracarterae,Pleurochrysisscherfelii在运动阶段具有2条鞭毛和“定鞭体”，因此，此类群与定鞭藻有较近的亲缘关系。

幼嫩的细胞表面为胶质层所覆盖，而在成熟的细胞中，细胞为许多钙化的球石粒所包被。

球石藻是全球分布的种类，尤其是近极地较高纬度海区，更是优势种类，每年都会发生无数次水华，由于球石藻具有特殊构造和特殊成分的球石粒（Coccolith），因此它的水华现象能够对周围环境产生诸多影响。

球石藻水华时，Ehux的数目通常比其他种类之和还多，经常占总数的80%-90%甚至全部；每毫升水体中含Ehux细胞超过100个；发生水华时，大量脱落的自由漂浮的球石粒能够反射入水的光线，它就象无数个悬浮于水中的微小镜子，因此水面非常明亮，这种现象称为“白水”（WhiteWater）。

球石藻的生态作用

（1）球石粒的反射作用，使海水温度下降而使空气升温，改变环境条件，影响周围生物的正常生活。

（2）球石粒的主要成分是碳酸钙，在它的产生过程中伴随着二氧化碳的生成.球石粒的大量产生、脱落及沉积，必定影响大气的CO2含量、水中的CO2、Ca含量，同时CaCO3沉积于洋底参与地质演变.

（3）对大洋碳通量有重要影响。

由于球石藻外覆由特殊构造和成分构成的球石粒,因此它的水华能够对周围环境产生诸多重要影响:

（1）球石粒的反光作用,使海水温度下降而使空气升温,改变环境条件,影响周围生物的正常生活;

（2）由于球石粒的主要成分是碳酸钙,在它的产生过程中伴随着二氧化碳的生成,方程式是:

2HCO-+Ca2+=CaCO3+H2O+CO2,因此球石粒的大量产生、脱落及沉积,必定影响大气中CO2含量、水中的CO2和Ca2+含量,同时CaCO3沉积于洋底并参与地质演变.

（3）Ehux发生水华时,大量脱落的自由漂浮的球石粒能够反射入水的光线,它们就象无数个悬浮于水中的微小镜子,因此水面非常明亮,故这种现象被称为“白水”（Whitewater）。

球石藻有显着的生态作用:

（1）球石藻水华的反光作用。

发生球石藻水华的海域有很高的反射率,它将光线反射回大气而不是加热水体。

（2）球石藻水华的地质作用。

球石粒的成分是CaCO3,它们最终沉淀至洋底,参与生物圈碳循环,最终影响大气中CO2含量。

球石粒长时间沉于海底形成白垩和石灰石,几百万年后参与地质演变.

（3）温室效应。

在球石粒的形成过程中伴随着CO2的产生,大量球石粒的产生即意味着大量CO2的排出,进而加剧温室效应。

第四章海藻类

大型海藻主要包括哪些类群?

各列举1-2个经济海藻属。

（1）红藻:

紫菜属.

（2）褐藻:

铁钉菜属,裙带菜属.

（3）绿藻:

石莼属.

第五章主要水生动物

1.水生无脊椎动物主要包括哪些门类的动物?

各列举1-2个属（种）。

原生动物:

薄（麻）铃虫属

海绵动物:

针海绵

刺胞（腔肠）动物:

多管流水母,海蛰

轮虫动物:

旋轮虫,龟甲轮虫

环节动物:

沙蚕,水蚯蚓

软体动物:

螺,乌贼

苔藓动物:

草苔虫

腕足动物:

海豆芽

帚虫动物:

帚虫

节肢动物:

龙虾,藤壶

刺皮动物:

海星,海参

毛颚动物:

百陶箭虫,肥胖箭虫.

2.为什么原生动物是最原始、简单的单细胞动物?

原生动物是最原始、最简单的单细胞动物，具有细胞膜、细胞质、细胞核，无分化的组织和器官，只有分化的细胞器（由细胞质分化而来的），各种生命活动是靠胞器来进行的。

3.软体动物门和节肢动物门的主要特征是什么?

（1）软体动物:

身体不分节，通常分为头、足、内脏囊（躯干部）、外套膜和贝壳五部分构成。

除瓣鳃类外，口腔内部都有颚片或齿舌。

体腔退化为围心腔。

神经系统退化为神经节和神经索。

间接发育的种类都具担轮幼虫和面盘幼虫期，

生活在淡水中的蚌科的种类，发育经过一个具有双壳的钩介幼虫期。

（2）节肢动物门主要特征:

体异律分节，一般由头、胸、腹三部分组成，

具几丁质外骨骼，附肢分节，混合体腔，开管式循环系统。

第六章赤潮

1.什么是赤潮?

赤潮藻毒素有哪些主要的种类?

赤潮又称红潮或有害藻水华，通常是指海洋微藻、细菌和原生动物在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象.

根据致人中毒的症状可以将赤潮藻毒素分为五大类

麻痹性贝毒（ParalyticShellfishPoisoning，PSP）

腹泻性贝毒（DiarrheticShellfishPoisoning，DSP）

记忆缺失性贝毒（AmnesicShellfishPoisoning，ASP）

神经性贝毒（NeurotoxicShellfishPoisoning，NSP）

西加鱼毒（CiguateraFishPoisoning，CFP）。

此外还有一类微藻产生的活性物质，如各种高不饱和脂肪酸、糖酯等，由于它们主要造成养殖鱼类死亡，通常被统称为鱼毒类毒素（Ichthyotoxins）。

2.请你以藻类为例子，谈谈经典形态分类与现代分子分类的利弊.

经典形态分类可以直观地从外部形态特征将藻类分类,便于操作和识别,但是对于一些外部形态特征极为相似的物种难以分类,会将若干特种误认为同一物种,或将同一物种不同性别或不同时期的不同外形认为是不同物种.

现代分子分类运用分子生物学手段,从微观分子水平将物种分类.这样可以避免两性异态和级别异态的错误.但是此方法运用的是统计学方法,对于基因相似程度较大的物种之间,或个体之间基因差异较大的物种,容易做出错误的判断.