課件1、海洋生物學(xué)基礎(chǔ)

1、海洋生物 學(xué)基 礎(chǔ)海洋生物學(xué)基礎(chǔ)朱小明 陳明茹 博士廈門大學(xué)海洋學(xué)系Chapter 1 Introduction 人類社會(huì)發(fā)展的歷史是從“愚昧”走向“明智“，從束縛走向自由的歷程。人是自然的人，與自然界是互為一體的，不可能離開(kāi)自然界而生存，人又是社會(huì)的人，又絕對(duì)區(qū)別與自然；在人類改造自然、征服自然的過(guò)程中，由于對(duì)自然規(guī)律認(rèn)識(shí)不夠，往往造成對(duì)自然的破壞，（特別是環(huán)境的污染和物種的滅絕）因此也往往遭到自然界的懲罰（災(zāi)難性事件頻發(fā)）。解開(kāi)生命的奧秘，目的是為了我們?nèi)祟惖纳婧涂沙掷m(xù)發(fā)展，和平與發(fā)展乃是當(dāng)今世界的潮流，“和平”不僅包括人與人之間、民族與民族，國(guó)家與國(guó)家之間的，也包括“人與自然”，“人與

2、生物”的“和平”，因?yàn)椤鞍l(fā)展”乃是環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 為了生存和發(fā)展，我們就必須了解自然、改造自然、最終達(dá)到與自然和平共處。自然界是由于生物和非生物組成的。生命科學(xué)將是21世紀(jì)的三大支柱科學(xué)之一。海洋生物學(xué)是研究生活在海洋里的生物；研究生物的結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)功能與環(huán)境互相關(guān)系 等生命活動(dòng)的一般規(guī)律，并考察個(gè)體發(fā)育與生物進(jìn)化的關(guān)系。 海洋生命的大發(fā)展 距今約32億年前，在原始海洋里，已經(jīng)出現(xiàn)了細(xì)菌和簡(jiǎn)單藻類的單細(xì)胞生物。如至今還廣泛生活的藍(lán)藻，仍然保留著當(dāng)初那種原核生物狀態(tài)。 到距今1813億年前這一段時(shí)間里，出現(xiàn)了有細(xì)胞核的真核生物-綠藻等。以后接著又有了紅藻、褐藻、金藻，它們組成

3、了絢麗多彩的藻類世界。真核生物的出現(xiàn)，預(yù)示著一個(gè)熙熙攘攘的生命大繁榮時(shí)期即將到來(lái)。 藻類進(jìn)行光合作用，放出大量氧氣，地面上形成臭氧層，減弱了日光中紫外線對(duì)生物的威脅力，使水生生物有可能發(fā)展到陸地上來(lái)，也為低等動(dòng)物的興起提供了食物。 有的有鞭毛的單細(xì)胞生物，如裸藻，能利用鞭毛不停地轉(zhuǎn)動(dòng)在水中運(yùn)動(dòng)，還有個(gè)能感光的眼點(diǎn)，難怪人們叫它眼蟲(chóng)，說(shuō)它是動(dòng)物。但是它又有葉綠素，能利用陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，為自己制造食物，又是毫不含糊的植物。這種既象動(dòng)物又象植物具有雙重性的現(xiàn)象，充分證明了動(dòng)植物的共同祖先，就是如同眼蟲(chóng)之類的遠(yuǎn)古時(shí)代的 原始單細(xì)胞生物。 一部分原始有鞭毛生物，后來(lái)逐漸失去光合作用的能力，增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)和

4、攝食的本領(lǐng)，于是就產(chǎn)生了最早的原生動(dòng)物，象現(xiàn)今還保留著10多億年前原始狀態(tài)的變形蟲(chóng)等。 由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不斷分化，導(dǎo)致了營(yíng)養(yǎng)方式上的一分為二：一支發(fā)展自己具有制造養(yǎng)料的器官(如葉綠體)，朝著完全自養(yǎng)方向發(fā)展，成了植物；另一支則增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)和攝食本領(lǐng)以及發(fā)達(dá)的消化機(jī)能，朝著異養(yǎng)方向發(fā)展，成了動(dòng)物。動(dòng)植物的分家是生物進(jìn)化史上的第4次大分化。就是這些不起眼的、有葉綠素的藻類和沒(méi)有葉綠素的變形蟲(chóng)，預(yù)示了在大地上將要出現(xiàn)郁郁蔥蔥的植物界和千姿百態(tài)的動(dòng)物界，它們相互依賴、相互制約、相互競(jìng)爭(zhēng)，不斷發(fā)展，日趨繁榮。 在距今4.33.45億年期間，水族里發(fā)生了非常重要的事件；在我國(guó)東南沿海一帶海域，至今還生活著一種身

5、體半透明的小動(dòng)物，因?yàn)樗紫仍谖覈?guó)文昌縣發(fā)現(xiàn)，所以叫文昌魚(yú)。達(dá)爾文曾把這稱為“最偉大的發(fā)現(xiàn)”，因?yàn)樗疤峁┝私沂炯棺祫?dòng)物的鑰匙”。文昌魚(yú)并不是真正的魚(yú)，它沒(méi)有脊椎骨，只有一條縱貫全身的脊索作為支撐身體的支柱，這條支柱代表了脊椎的先驅(qū)。 在文昌魚(yú)的基礎(chǔ)上進(jìn)化，發(fā)展出現(xiàn)了魚(yú)類。魚(yú)，有了一根真正支撐身體的大梁-脊梁骨(脊柱)，埋藏在脊柱背面有一條柔軟的脊髓和向前膨大所進(jìn)化形成的腦。這新形成的高度發(fā)達(dá)的神經(jīng)中樞，使動(dòng)物空前的聰明了起來(lái)。魚(yú)，有了鰭和尾巴。全身成為流線型，可以到處游來(lái)游去。它們成了當(dāng)時(shí)地球上最高等的動(dòng)物。它們的子子孫孫很快占據(jù)了全部江河湖海。在這以后的5000萬(wàn)年，可以叫做魚(yú)的時(shí)代。第一

6、節(jié) 生物的分界 生物界的發(fā)展已有30億年的歷史，生物形形色色，千姿百態(tài)，種類繁多。地球的生物可能有8001000萬(wàn)種，目前已被鑒定的約200萬(wàn)種。 我國(guó)自有文字以來(lái)便可見(jiàn)到對(duì)動(dòng)物和植物的劃分（公元前21-11世紀(jì)，甲骨文）。古希臘Aristotle （公元前384-322）提出把生物界分成動(dòng)物界和植物界。 19世紀(jì)，德國(guó)學(xué)者?？藸枺?E.H. Haeckel,1834-1919）創(chuàng)立了生物的第三界原生生物界（ Protista）, 其中包括介于動(dòng)、植物間的低等單細(xì)胞（Unicell） 生物。 植物細(xì)胞模式圖動(dòng)物細(xì)胞模式圖 原核生物與真菌藍(lán)藻細(xì)胞模式圖真菌細(xì)胞模式圖細(xì)菌細(xì)胞模式圖支原體細(xì)胞模式圖

7、魏泰克（Whittaker，1969）五界學(xué)說(shuō) 1969年魏泰克（Whittaker）將生物分為原核生物界（ Monera or Procaryate）、原生生物界（Protista）、真菌界（Fungi）、植物界（Plantae）和動(dòng)物界（Animalia）五界（圖1） 。 由于原生生物界還有很多問(wèn)題不清楚，李代爾（Leadale）提出：原核、植物、真菌、動(dòng)物四界說(shuō)，把原生生物分到歸上述四界。鑒于非細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒 （Virus） 是目前已知體積最小，構(gòu) 造最簡(jiǎn)單的生命形式，而立六界（ 病毒界）。我國(guó)學(xué)者陳世驤(1979) 把生物分為非細(xì)胞界（病毒）原核 總界（細(xì)菌、藍(lán)藻），真核總界

8、（ 植物、真菌、動(dòng)物）三總界六界。 綜上所述，可知目前人們對(duì)生物的分界尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn)。但從現(xiàn)存生物、古生物的化石記錄，從形態(tài)比較、生理、生化的例證等都揭示了生物從原核到真核，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低等到高等的進(jìn)化方向。生物的分界則顯示了生命歷史所經(jīng)歷的發(fā)展過(guò)程。 自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物生物之間的關(guān)系是錯(cuò)綜復(fù)雜的，但它們對(duì)生存的基本要求，不外乎攝取食物獲得能量，占據(jù)一定的空間和繁殖后代。生物解決這些問(wèn)題的途徑是多種多樣的。在獲取營(yíng)養(yǎng)方面：凡是能利用CO2、無(wú)機(jī)鹽及能源合成所需事物的叫自養(yǎng)生物（autotrophic organism）,綠色植物和紫色細(xì)菌，海洋微生物，是自養(yǎng)生物，故它們是食物的生產(chǎn)者（pri

9、mary producer），生物間的食物聯(lián)系由此開(kāi)始，其是金字塔的底層（基部）是營(yíng)養(yǎng)級(jí)的開(kāi)始。動(dòng)物則必須從自養(yǎng)生物那里獲取營(yíng)養(yǎng)，植物被植食者（Herbivore）所食，而后者又成為肉食動(dòng)物的食料，故動(dòng)物稱為掠奪性攝食的異養(yǎng)型（heterotrophic organism, carnivore），還有些動(dòng)物為雜食性的（omnivore）異養(yǎng)型，故動(dòng)物是生物界的消費(fèi)者（consumer）真菌為分解吸收營(yíng)養(yǎng)型，處于還原者的地位，為分解者（ poser）。真菌在結(jié)構(gòu)上既像植物又不同于植物，在營(yíng)養(yǎng)上既不像植物利用葉綠素進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)型又不像動(dòng)物掠奪食物的異養(yǎng)型；因此，真菌是原核真核的過(guò)度類型，所以

10、單獨(dú)立為真菌界（Fungi）。上述顯示了五界生物在進(jìn)化發(fā)展中營(yíng)養(yǎng)（nutrition）相互聯(lián)系的整體性和系統(tǒng)性；以及生物在地球上相互協(xié)調(diào)從而對(duì)物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換所起到的作用和地位；及生物與非生物之間的有機(jī)聯(lián)系。 第二節(jié) 海洋生物學(xué)的概念1998年為國(guó)際海洋年，主題是 “ 海洋 人類共同的遺產(chǎn)”中國(guó)政府98國(guó)際海洋年的主題是 ：迎接海洋世紀(jì)，共鑄藍(lán)色希望海洋生物學(xué)：是研究海洋中生命及其與海洋環(huán)境的問(wèn)題，現(xiàn)代海洋生物學(xué)研究的重點(diǎn)是海洋生物之間的相互作用以及它們與環(huán)境間的作用，包括水化學(xué)的詳盡知識(shí)、以及對(duì)基本生物過(guò)程的了解。一、海洋生物環(huán)境1. 對(duì)生物最重要的海水性質(zhì)（1）溶解或溶化能力（2）海水的支撐

11、力（3）海水是一種緩沖溶液（4）透明度（5）巨大的熱容量（6）豐富的元素 2. 作為生物生存環(huán)境海洋的一般性質(zhì)（1）溫度： 2 40 （2）鹽度：0 40， 34.6 35（3）壓力：（4）海水運(yùn)動(dòng)：海流、潮汐、波浪 3. 海洋環(huán)境的區(qū)劃（1）海底區(qū)域和水層區(qū)域（淺海環(huán)境區(qū)系和大洋環(huán)境區(qū)系）（2）透光帶和無(wú)光帶（3） 潮上帶 沿岸區(qū)系 潮間帶 潮下帶 海底環(huán)境區(qū)系 沿海帶 深海區(qū)系 深淵帶 超深淵帶 二、海洋生物類群1. 根據(jù)生物的運(yùn)動(dòng)和生存環(huán)境（生境），可把海洋生物分為三大類： （1）底棲的：底埋、附著、鉆孔、底游、底棲植物 （2）自游的 （3）浮游的：浮游植物和浮游動(dòng)物2. 按照分類學(xué)的方

12、法 （1）海洋植物：種子植物（海韭菜、鰻草）和藻菌類（主要的植物）（附1） （2）細(xì)菌（生存溫度： 2 100 ） （3）動(dòng)物（主要為無(wú)脊椎動(dòng)物）（附件2） 三、獨(dú)特的生境 珊瑚礁與環(huán)堡礁 紅樹(shù)林 沼澤（鹽沼） 大洋生態(tài)系附1： 絢麗多彩的海洋植物 在遼闊而富饒的海洋里，除了生活著形形色色的動(dòng)物之外，還有種類繁多、千姿百態(tài)的海洋植物。海洋植物可以簡(jiǎn)單地分為兩大類：低等的藻類植物和高等的種子值物。 藻類植物大小懸殊，最小的海洋單胞藻類個(gè)體微小，只有在顯微鏡底下才能看見(jiàn)，而最大的巨藻則可達(dá)二三百米長(zhǎng)，堪稱藻類之冠。海洋中的種子植物如大葉藻、紅樹(shù)等種類較少。 帶形蜈蚣藻雙菱藻 海洋植物是海洋世界的“

13、肥沃草原”，它不僅是海洋魚(yú)、蝦、蟹、貝、海獸等動(dòng)物的天然“牧場(chǎng)”，而且是人類的綠色食品，也是用途寬廣的工業(yè)原料、農(nóng)業(yè)肥料的提供者，還是制造海洋藥物的重要原料。有些海藻，如巨藻還可作為能源的替代品。光是海洋植物的能源，溫度是海洋植物的生長(zhǎng)要素，礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素是海洋植物的養(yǎng)料。 單細(xì)胞藻類，生于淡水及海水中大部份具葉綠素，能進(jìn)行光合作用。硅藻細(xì)胞細(xì)胞壁硅化并形成套合殼瓣結(jié)構(gòu) ，細(xì)胞壁由一大一小兩個(gè)套合的半片所組成，成分是果膠質(zhì)（內(nèi)層）和水化硅質(zhì)（外層），質(zhì)地堅(jiān)硬，有花紋。 由硅藻殼壁上細(xì)孔排列方式的變化而構(gòu)成的千姿百態(tài)的圖案，使初次見(jiàn)到這些“精雕細(xì)刻”的“藝術(shù)作品”的人驚嘆不已。殼面上的各種花紋，

14、呈輻射對(duì)稱(輻射硅藻類)或左右對(duì)稱(羽紋硅藻類)排列。 硅藻門 線形圓篩藻(Coscinodiscus lineatus) 小眼圓篩藻星臍圓篩藻( Coscinpdoscus asteromphalus)輻射圓篩藻（Coscinodiscus adiatus)雙壁藻（Diploneis)楔形藻(Licmophora)盾形卵形藻(Cocconeis scutellum)芽形雙菱藻(Surirella gemma)BACK甲藻門特征： 單細(xì)胞藻類，有厚細(xì)胞壁，組成上下兩個(gè)殼，兩個(gè)殼中間有一橫溝，和橫溝垂直的有一縱溝。每個(gè)細(xì)胞有兩條長(zhǎng)短不一的鞭毛。長(zhǎng)鞭毛如帶般圍繞著橫溝，而短的一條則在縱溝之上，并露

15、出細(xì)胞外。細(xì)胞具葉綠素及其他色素，能進(jìn)行光合作用。溝鞭藻的分布非常廣泛。在淡水及海水均有發(fā)現(xiàn)，是主要的浮游植物之一。某些溝鞭藻可引致赤潮。 以溝鞭藻為例夜 光 藻 屬 藻體近于圓球形，細(xì)胞壁透明，由兩層膠狀物質(zhì)組成，表面有許多微孔。口腔位于細(xì)胞前端，上面有一條長(zhǎng)的觸手，觸手基部有一條短小的鞭毛，靠近觸手的齒狀突出橫溝退化的痕跡，縱溝在細(xì)胞的腹面中央。 夜光藻Noctiluca scintillans 可引發(fā)赤潮的夜光藻海面爆發(fā)的大面積赤潮赤 潮海 帶 藻體褐色，扁平呈帶狀。最長(zhǎng)可達(dá)7米?；坑泄讨鳂?shù)狀分枝，用以附著海底巖石。生長(zhǎng)于水溫較低的海中，藻體含有碘、藻膠素、昆布素(多糖類)、脂肪、蛋

16、白質(zhì)、胡蘿卜素、硫胺素、核黃天，可加工成干制品供食用和藥用，對(duì)兒童的生長(zhǎng)，智力發(fā)育以及老年人的羊生保健有很重要的作用。也可提取碘、褐藻膠、甘露醇等工業(yè)原料。紅樹(shù)一生紅樹(shù)美景附件2：海洋底棲無(wú)脊椎動(dòng)物Introduction of Marine Benthic Invertebrates 一、 海洋底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的主要類群 海洋底棲無(wú)脊椎動(dòng)物指那些生活于海底底部及以海中物體（包括生物體與非生物體）為依托而棲息的生物類群。海洋底棲生物是海洋生物三大生態(tài)類群之一，也是生物種類最為豐富的類群，無(wú)脊椎動(dòng)物幾乎各大門類都有海洋底棲動(dòng)物的代表。 原生動(dòng)物 protozoa 海洋底棲原生動(dòng)物多為單細(xì)胞動(dòng)物，也

17、有多細(xì)胞組成的群體。不少底棲無(wú)脊椎動(dòng)物具有堅(jiān)硬的外殼，這些外殼是由纖維質(zhì)（如腰鞭毛蟲(chóng)），硅質(zhì)SiO2 （如放射蟲(chóng)），石灰質(zhì)CaCO3（如有孔蟲(chóng)），硫酸鍶SrSO4（少數(shù)放射蟲(chóng)），腋質(zhì)和幾丁質(zhì)（如沙殼纖毛蟲(chóng)）等。它們以偽足鞭毛、纖毛為運(yùn)動(dòng)器官。營(yíng)養(yǎng)方式有自養(yǎng)、異樣和寄生生活。繁殖方式既有無(wú)性也有有性，少數(shù)種類具有有性與無(wú)性繁殖交替的生活史。海洋底棲原生動(dòng)物通常夾雜在泥土、沙粒、海藻和其他底棲動(dòng)物之間。 游仆蟲(chóng)屬 Euplotes sp.有孔蟲(chóng)屬 Elphidium sp.鐘形蟲(chóng)屬 Vorticella sp.原生動(dòng)物海綿動(dòng)物門或多孔動(dòng)物門 Spongia or Porifera 海綿動(dòng)物是最低等

18、的多細(xì)胞動(dòng)物，其基本體型為輻射對(duì)稱，但多數(shù)種類體型不對(duì)稱，海綿動(dòng)物為雙胚層，細(xì)胞僅有簡(jiǎn)單分化，但無(wú)明確的組織器官；具有特有水溝系，通過(guò)鞭毛的攪動(dòng)將外界的水連同食物和氧帶入水溝系中，又將體內(nèi)的代謝廢物帶出體外，有性生殖的精子也是隨著水流流入其他海綿體中的。海綿具有骨骼，其質(zhì)地共有三種：石灰質(zhì)、硅質(zhì)和角質(zhì)，骨骼由皮層的組內(nèi)細(xì)胞分泌，也稱骨針，骨針的質(zhì)地與形態(tài)是海綿分類的重要依據(jù)。海綿動(dòng)物是固著生活的種類，是污損生物類群之一。 大硨磲 Tridacna gigas 太平洋柔魚(yú) Todarodes pacificus 鸚鵡貝 Nautilius pompilius 軟體動(dòng)物Mollusca 節(jié)肢動(dòng)物

19、Arthropoda 節(jié)肢動(dòng)物是動(dòng)物界第一大門。海洋底棲節(jié)肢動(dòng)物主要是甲殼綱Crustacea動(dòng)物，它們身體分節(jié)，外有幾丁質(zhì)的甲殼，基本上每個(gè)體節(jié)都有一對(duì)附肢，高等甲殼動(dòng)物（如蝦、蟹）分節(jié)為頭部5節(jié)、胸部8節(jié)、腹部6節(jié)和1尾節(jié)，頭部與胸部的分界線通常消失，因此將身體分為頭胸部和腹部。甲殼類在生長(zhǎng)過(guò)程中具有蛻皮現(xiàn)象。甲殼綱分為六個(gè)亞綱，底棲種類以軟甲亞綱Malacostraca（如白對(duì)蝦、鋸緣青蟹、鉤蝦、海蟑螂）和蔓足亞綱Cirripedia（如茗荷兒、百脊藤壺）較為重要。底棲甲殼綱具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，許多種對(duì)蝦和蟹類在捕撈業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中都占有重要的地位。 白脊藤壺 Balanus albicos

20、tatus 中國(guó)對(duì)蝦 Penaeus chinensis鋸緣青蟹 Scylla serrata 棘皮動(dòng)物Echinodermata 棘皮動(dòng)物身體為五輻對(duì)稱，體表具有許多棘和疣，故名。體腔發(fā)達(dá)，分化出本門動(dòng)物特有的水管系統(tǒng)，有中胚層形成的內(nèi)骨骼，骨骼為石灰質(zhì)，片狀或塊狀等，鑲嵌于體壁之內(nèi)或相互聯(lián)結(jié)愈合成外骨骼。棘皮動(dòng)物的下神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)神經(jīng)是起源于中胚層的，由中胚層細(xì)胞形成神經(jīng)系統(tǒng)，這是動(dòng)物界的唯一一例。根據(jù)口的位置與腕的形態(tài)等將其分為五個(gè)綱：海百合綱Crinoidea，海星綱Astercidea，蛇尾綱Ophiuroidea，海膽綱Echinoidea，海參綱Holothuroidea。從整體看

21、，棘皮動(dòng)物的經(jīng)濟(jì)意義較大，一方面它們能大量攝食其他動(dòng)物如貝類和蠕蟲(chóng)等，為貝類養(yǎng)殖上的敵害；另一方面它們又是某些魚(yú)類的餌料，海參還是較為名貴的海產(chǎn)。 海羊齒屬 Comanthus sp. 原瘤海星 protoreaster nodosus陽(yáng)遂足屬 Amphiura sp. 文昌魚(yú)屬 Branchiostoma sp. 尾索動(dòng)物 Urochordata和頭索動(dòng)物 Cephalochordata 尾索動(dòng)物脊索位于尾部中軸，故名。體外被有一層類似纖維質(zhì)的外皮，故又名被囊動(dòng)物。底棲尾索動(dòng)物中最重要的是海鞘類，這是污損生物的主要類群之一。 頭索動(dòng)物由于頭部分化不明顯，又稱無(wú)頭動(dòng)物。具有脊索動(dòng)物3個(gè)主要特征

22、，即脊索、背神經(jīng)管和咽鰓裂。脊索貫穿全身，達(dá)最前端，故名頭索動(dòng)物。僅有文昌魚(yú)屬和偏文昌魚(yú)屬兩個(gè)屬。文昌魚(yú)是研究從無(wú)脊椎進(jìn)化到脊椎動(dòng)物的重要材料。皺瘤海鞘 Styela plicata玻璃海鞘 Ciona intestinalis二、海洋底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的生活類型1. 固著生活 包括固定在基底上營(yíng)固著生活的植物和動(dòng)物。它們自孢子或幼體固著變態(tài)后，終生不再移動(dòng)。固著動(dòng)物包括幾乎所有海綿動(dòng)物，苔蘚動(dòng)物和大部分腔腸動(dòng)物及其他門類的一些動(dòng)物。 由于固著動(dòng)物固定不動(dòng)的生活方式，所以它們的攝食方式是被動(dòng)的，主要依靠海水流動(dòng)帶來(lái)的食物以供它們的營(yíng)養(yǎng)；同時(shí)它們的卵和幼體也是依靠海流的攜帶擴(kuò)大分布范圍。因此這類生物

23、的分布和生存與海流的關(guān)系甚大，往往在流速大的海區(qū)種類與密度較大。藤壺幼體就有迎著水流附著而在靜水中不附著的習(xí)性。2 附著生活 這類生物附著生長(zhǎng)后仍可以移動(dòng)。如貽貝、扇貝、珠母貝等雙殼類，常以發(fā)達(dá)的足絲附著在基底上，這些附著的貝類可以把舊足絲放棄稍作移動(dòng)，再分泌新足絲附著在新基底上。3 匍匐動(dòng)物 指棲居與水底表面稍能移動(dòng)的動(dòng)物。它們包括大部分腹足類軟體動(dòng)物、海星類、海膽類、一些海蛇尾和雙殼類軟體動(dòng)物。它們一般都具有寬大的基部和扁平的體型，以便保持平衡狀態(tài)。4 管棲動(dòng)物 這類動(dòng)物主要包括一些能分泌管子埋棲于泥沙中的種類。如有的沙蠶生活在“U”型革質(zhì)管內(nèi)，管外壁黏附泥沙，絕大部分埋入泥沙中，管的兩端

24、有開(kāi)口，蟲(chóng)體終生棲居于管內(nèi)，身體中段疣足的腹肢變?yōu)楦刮P吸住管壁；背肢變?yōu)樯葼铙w（或稱鼓動(dòng)器），可鼓動(dòng)管內(nèi)水流動(dòng)，這些變異是對(duì)管棲生活適應(yīng)的結(jié)果。5埋棲動(dòng)物（底埋動(dòng)物） 棲息于泥沙中的一類軟體動(dòng)物，也包括挖洞穴居的動(dòng)物，有多毛類動(dòng)物、雙殼類軟體動(dòng)物、部分甲殼動(dòng)物、棘皮動(dòng)物（海蛇尾）和部分脊索動(dòng)物（柱頭蟲(chóng)、文昌魚(yú)）。6鉆孔生物 有些海洋生物具有特殊的機(jī)能，可以通過(guò)機(jī)械的或化學(xué)的方式，鉆蝕堅(jiān)硬的巖石或木材等物體，它們生活在自己所鉆蝕的管道內(nèi)，所以成為鉆孔生物，根據(jù)其鉆蝕物體的性質(zhì)，又可分為兩類： （1）鑿石類鉆孔生物：這類生物包括微小的藻類，乃至到10cm左右的動(dòng)物（海筍）。它們分布極廣，通常鉆蝕

25、比較松軟的巖石或貝殼，但個(gè)別種類可以鉆蝕花崗巖。 （2）鉆木類鉆孔生物：這類生物包括一些等足類甲殼動(dòng)物和雙殼類軟體動(dòng)物，其中最有名的是雙殼類中的船蛆科。7底游生活型 這是一類經(jīng)常在水底游動(dòng)的動(dòng)物，它們具有較為發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官，具有一定的游泳能力。這類動(dòng)物主要是水底生活的甲殼類動(dòng)物（蟹類、蝦類和口足目等）。 從以上生活類型可以看出，大部分底棲動(dòng)物活動(dòng)范圍很小，有的甚至固著不動(dòng)。但是，它們也以不同方式發(fā)展著一些防御捕食者的適應(yīng)機(jī)制。例如，藤壺、牡蠣、蛤類和螺類等許多種類具有堅(jiān)硬的石灰質(zhì)外殼，海膽尖利的棘刺以及腔腸動(dòng)物的刺胞都有防御捕食者的作用。那些營(yíng)底埋生活方式的種類，利用的沉積物的隱蔽作用，管棲沙

26、蠶還有革質(zhì)管、鉆孔種類以鉆蝕對(duì)象保護(hù)自己，天敵很難侵害它們。匍匐生活類型澳大利亞的大堡礁包含所有底棲生活類型固著生物和鉆孔生物固著生活類型藪藪螅水螅體桃花水母海月水母海 蟄海雞冠軟雞冠珊瑚笙珊瑚 Tubipora柳珊瑚紅珊瑚BACK綠?？唏R海葵BACKBACK角?？栈ㄉ汉髦删丈汉魇ヂ菇巧汉鰾ACK 角珊瑚 魚(yú)類的體形金槍魚(yú)刺鯧紡錘型 是魚(yú)類最常見(jiàn)的體形，頭尾軸最長(zhǎng)，背腹軸次之，左右軸短，呈流線型，減少運(yùn)動(dòng)阻力。側(cè)扁型 與紡錘型相比，背腹軸明顯增長(zhǎng)，左右軸更短。美鰩帶魚(yú)平扁型 背腹軸特別短，左右軸特別長(zhǎng)，多底棲生活，動(dòng)作比較遲緩。棍棒型 頭尾軸延長(zhǎng)背腹軸和左右軸均縮短，身體呈棍棒狀，適合在

27、泥沙中穿行或穴居。 除了以上四種基本體型外，還有一些魚(yú)的體型比較特殊。海馬全身生滿棘刺的魚(yú) 刺鲀比目魚(yú)角箱鲀翻車魚(yú)駝背三棱籍鲀海龍硬骨魚(yú)的鰭軟骨魚(yú)的鰭鰭的變化鰩類全無(wú)臀鰭 大部份魟?lì)惖谋出捑严В苑佬l(wèi)用的尾刺。 姬蝠魟 第三節(jié) 海洋生物學(xué)的歷史1. 獵取食物 (被動(dòng))2. 愛(ài)倫堡 (G G. Ehrenberg , 17951876)3. 福勃斯 ( Edward Forbes) 海洋生物之父4. “挑戰(zhàn)者號(hào)” 環(huán)球調(diào)查 ( 18721876) 5. 亨森 (1887) 浮游生物 (Plankton)6. 赫克爾(1891) 底棲生物(Benthos) 和游泳生物(Nekton)美國(guó)的

28、 “斯克里普斯海洋研究所” “伍茲霍爾海洋研究所”英國(guó)的 “普里毛斯海洋研究所”目前海洋研究的重要方向:1. 圍繞可持續(xù)發(fā)展的生物圈目標(biāo)開(kāi)展的海洋生物學(xué)研究2. 國(guó)際間的合作3. 多學(xué)科配合的綜合研究生物學(xué)發(fā)展史（自學(xué)），但幾個(gè)重大事跡必須知道第四節(jié) 生物學(xué)分類知識(shí)一、種的概念種(species) 即物種，是生物分類系統(tǒng)上的基本單位，純粹是客觀的，有自己相對(duì)穩(wěn)定的明確的界限，可以與別的種相區(qū)別。 關(guān)于物種的概念，對(duì)于種的認(rèn)識(shí)，也隨著科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展，隨著我們對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的深入而深入。林奈時(shí)代，種的概念比較簡(jiǎn)單，是固定不變的。進(jìn)化論被接受后，人們認(rèn)識(shí)到地球上的物種是在歷史長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)變異

29、、遺傳、自然選擇的結(jié)果。種與種間在歷史上是連續(xù)的， 但種又是生物連續(xù)進(jìn)化中的一個(gè)間斷單元，是一個(gè)繁殖群體，能生殖與自己基本相似的后代。變是絕對(duì)的，是物種發(fā)展的依據(jù)；不變是相對(duì)的，是物種存在的依據(jù)。形態(tài)相似（特征分明、固定）和生殖隔離（雜交不育）是其不變的一面，為借以鑒定物種的依據(jù)。物種的定義：物種是生物界發(fā)展的連續(xù)性與間斷性統(tǒng)一的基本間斷形式；在有性生物，物種呈現(xiàn)為統(tǒng)一的繁殖群體，由占有一定的空間，具有實(shí)際或潛在繁殖能力的物種組成，而且與其他生物種群在生殖上是隔離的。 簡(jiǎn)而言之，物種是由相同的形態(tài)結(jié)構(gòu)、相同的生活特性、能雜交繁殖后代的個(gè)體組成的群體，是生物界存在的基本單位，具有相對(duì)的獨(dú)立性和穩(wěn)

30、定性。 二、分類的依據(jù)分類的標(biāo)準(zhǔn)和方法是各種各樣的，目前生物世界普遍采用的是“自然分類系統(tǒng)”（natural classification system）即以生物形態(tài)上和解剖上的相似性和差異性的總合為基礎(chǔ)，結(jié)合古生物學(xué)、比較胚胎學(xué)、比較解剖學(xué)的許多證據(jù)，反映了生物界自然類緣關(guān)系。 現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，為分類學(xué)提供了新的手段和依據(jù)，例如，染色體組型（核型），同功酶的異同、的異同性，基因圖譜、免疫學(xué)和行為學(xué)準(zhǔn)則等，以進(jìn)一步明確生物界相互關(guān)系的程度 三、分類等級(jí)分類學(xué)根據(jù)生物間的相同、相異的程度與親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，使用不同的等級(jí)特征（階元）將生物逐級(jí)分類由大而小劃分為界（kingdom）、門（phylum

31、）綱（class）,目（order）科（family）屬（genus）種（species）等七個(gè)級(jí)別或階元（caregory） 。進(jìn)一步細(xì)分，在一級(jí)上加上“總”（super-）, 在一級(jí)以下加上“亞”（sub-）, 如總目為 superorder，亞目為suborder,其他級(jí)別依次類推。按照慣例，總科、科和亞科有標(biāo)準(zhǔn)詞尾，總科為（-oidea）,科為（-idea）, 亞科（-inae）。由此可見(jiàn)上述分類系統(tǒng)，除種外，都具有客觀性和主觀性，級(jí)別（階元）與階元之間的范圍劃分完全是由人們主觀確定，并沒(méi)有統(tǒng)一的客觀標(biāo)準(zhǔn)，例上述的分界就是一個(gè)例子。種以下還有所謂的變種（variety）、品種（sort

32、）等，現(xiàn)在都以亞種（subspecies）作為種下分類階元。亞種是種內(nèi)的地理種群（geographic population）或生態(tài)種群（ecological population）彼此在形態(tài)、生理、基因頻度、染色體組成型存在差異，且有不同的地理分布，但能雜交產(chǎn)生有生育能力的后代。 第五節(jié) 生物的命名生物的命名采用國(guó)際上通用的命名法雙名法，它規(guī)定每一個(gè)物種有一個(gè)學(xué)名（Science name）。學(xué)名是由兩個(gè)拉丁字或拉丁化字組成，前面一個(gè)是生物屬名，為主格單數(shù)，第一個(gè)字母大寫(xiě)，后一字是種名，用形容詞或各詞。例如：中國(guó)對(duì)蝦的學(xué)名是：Penaeus orientails 斑節(jié)對(duì)蝦的學(xué)名是：Penae

33、us monodon ，簡(jiǎn)寫(xiě)為 P. monodon 此外有時(shí)種名后還要加上初定名人姓氏：日本對(duì)蝦：P. japonicus Bate 中華絨鏊蟹：Eriocheir sinensis Edwards 鋸緣青蟹：Scylla serrata Forskl 第六節(jié) 生物學(xué)的研究和學(xué)習(xí)方法一、描述法：獲取第一手資料二、比較法：推出規(guī)律三、實(shí)驗(yàn)法：掌握生命活動(dòng)的規(guī)律，并加以利用研究必須遵循：實(shí)事求是，仔細(xì)觀察，詳實(shí)記錄，科學(xué)分析，歸納總結(jié)， 揭示本質(zhì)，應(yīng)用實(shí)踐學(xué)習(xí)方法： 善于理解，抓住紅線，記理圖表，做好筆記 Chapter 2 生命的基本特征和物質(zhì)基礎(chǔ) 第一節(jié) 生命的基本特征一、新陳代謝（meta

34、bolism）新陳代謝是生命的根本特征，是生命存在的依據(jù)，是維持生物體生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)過(guò)程中化學(xué)（生化）變化的總稱。通過(guò)代謝，生物體與環(huán)境之間不斷進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換?？梢?jiàn)生物體是一個(gè)以蛋白質(zhì)為主體，具有代謝功能的體系。（） 任何生物都因新陳代謝而具生命活性，代謝終止，生命終止，個(gè)體也隨著死亡。這是生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。（2） 同時(shí)新陳代謝是聯(lián)系生物與非生物的紐帶，因?yàn)樾玛惔x，生命才生生息息，永不終止。 代謝分為：組成代謝或同化作用（Assimilation）和分解代謝或異化作用（Dissimilation）。生物體從環(huán)境中獲取養(yǎng)分（營(yíng)養(yǎng)）轉(zhuǎn)換成自身的組成物質(zhì)，并貯存能量的過(guò)程稱為同化

35、作用。相反：生物體自身組成物質(zhì)分解并釋放能量的過(guò)程稱為異化作用。新陳代謝的結(jié)果，生物體不斷的自我更新。新陳代謝伴隨著生命的全過(guò)程。二、生長(zhǎng)（Growth）、繁殖（Reproduction） 生長(zhǎng)是指生物體或細(xì)胞由小到大，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程。當(dāng)同化大于異化時(shí)，生物體的體積和干重逐漸增加，這是由于細(xì)胞分裂而數(shù)目增多，由于合成大量的原生物質(zhì)，細(xì)胞容量增加，由于分化或組織完善的結(jié)果。生長(zhǎng)伴隨著發(fā)育過(guò)程的細(xì)胞分化和形態(tài)建成。發(fā)育（Development）是指生物體在生命周期中，結(jié)構(gòu)和功能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的變化過(guò)程。生長(zhǎng)通常分為不同階段有一定的期限，一定的大小和形態(tài)，這些都是由生物的內(nèi)在因素決定，一些環(huán)境因素

36、對(duì)生物生長(zhǎng)也起影響作用。外因通過(guò)內(nèi)因起作用。而每一種生物有生有死，其種族則延續(xù)不斷，這就是靠生物的繁殖，繁殖也是生命活動(dòng)的基本特征之一。 三、遺傳（heredity）變異(variation) 和進(jìn)化（evolution） 遺傳通常指親代的性狀又在下一代表現(xiàn)的現(xiàn)象，遺傳是生物繁殖過(guò)程中表現(xiàn)的延續(xù)性和保守性，這種特性使物種世代相似仍能保持穩(wěn)定，其分子基礎(chǔ)就是的復(fù)制，的轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)譯。然而生物的保守性不是絕對(duì)的，同一起源的生物個(gè)體間的性狀有差異，遺傳性也是可變的。環(huán)境相同而遺傳不同時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)變異；遺傳相同而環(huán)境不同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生變異，即遺傳變異和環(huán)境變異，變異使后代異于又優(yōu)于親代，變異是生物界發(fā)展

37、的源泉。遺傳變異的分子基礎(chǔ)是有絲分裂時(shí)，染色體的分叉，聯(lián)合等的結(jié)果。遺傳和變異是相互對(duì)立、相互聯(lián)系的，二者統(tǒng)一生物才能進(jìn)化。生物的這種逐漸演變，有低等到高等，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，種類由少變多的發(fā)展過(guò)程，就是進(jìn)化。進(jìn)化是生物多樣性的來(lái)源。 四、應(yīng)激性（irritability） 生物體接受外來(lái)刺激，通過(guò)內(nèi)在的興奮和調(diào)節(jié)，發(fā)生相應(yīng)的特性，即應(yīng)激性（興奮性）這也是生物學(xué)的特性之一。生物體的興奮性最終表現(xiàn)為活動(dòng)和行為，生命活動(dòng)和行為是興奮性的高級(jí)表現(xiàn)形式。光（日照）對(duì)一些幼體的趨光性，候鳥(niǎo)的遷徙，冷血?jiǎng)游锏亩叩?。生命的特征和?guī)律十分復(fù)雜，生命的本質(zhì)無(wú)限深?yuàn)W，這是生命科學(xué)探討的主要課題。 第二節(jié) 生命的物質(zhì)

38、基礎(chǔ)一、生物的元素組成 1. 構(gòu)成元素（基本元素） 6種：C、H、N、O、P、S對(duì)生命起著特別重要的作用，大部分有機(jī)大分子是由這6種元素構(gòu)成。2. 微量元素 （必須元素）Ca、 K、 Na,、Cl、Mg,、Fe 常常是調(diào)節(jié)生物有機(jī)體機(jī)能活動(dòng)所必需的。而且Na+、K+、Ca+、Mg+ 常以離子態(tài)形式存在 。3.微量必需元素 Mn、I、Mo （鉬）、Co （鈷）、Zn,、Se、Cu,、Cr 、Sn、V、Si 、F 4. 由上述元素形成各種化合物，生物有機(jī)體中的化合物可分為無(wú)機(jī)物 （水、 無(wú)機(jī)鹽）及有機(jī)物（protein、nucleic acid、lipid 、saccharides）。據(jù)分析動(dòng)物體

39、約含有水75-85%， protein ：10-20%，lipid：2-3%，1%：NA和1%無(wú)機(jī)鹽 。糖（Saccharide）：植物中85-95%；動(dòng)物不超過(guò)干重的2%。二、水1. 結(jié)合水或束縛水（bound water） 是指吸附或結(jié)合在有機(jī)固體物質(zhì)上的水，是生物體的構(gòu)成物，相對(duì)不蒸發(fā)，不流動(dòng)，也不析離。 2.自由水（free water） 填充在有機(jī)固體顆粒的間隙里，可流動(dòng)，蒸發(fā)，析離，是生物體代謝的介質(zhì)。 3. 水的生物作用 （1）自由水與束縛水之間可以相互轉(zhuǎn)化，結(jié)合水的比例升高，機(jī)體代謝強(qiáng)度降低，但抗逆性能力提高；相反，自由水比例提高，則代謝活躍，生長(zhǎng)迅速。因此水的存在狀態(tài)對(duì)生命活

40、動(dòng)有重大的調(diào)控作用。 （2）機(jī)體與環(huán)境之間水分的交換，對(duì)完成各種生命活動(dòng)和體溫平衡有重要的作用 。 （3）水是多種有機(jī)物質(zhì)的溶劑和各種生化反應(yīng)的介質(zhì)。 三、無(wú)機(jī)鹽 生物有機(jī)體內(nèi)的無(wú)機(jī)鹽大部分處于離子狀態(tài)，它們與水共同組成了生物內(nèi)環(huán)境的調(diào)控系統(tǒng)。水是多種有機(jī)物質(zhì)的溶劑和各種生化反應(yīng)的介質(zhì)。動(dòng)物體內(nèi)的血液、組織液、淋巴總稱內(nèi)環(huán)境（體液）其擔(dān)負(fù)著體內(nèi)平衡（homeostasis）。體內(nèi)平衡物質(zhì)的吸收和排出，某些關(guān)鍵成分的含量和水分處于相對(duì)穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)平衡之中，是維持有機(jī)體正常代謝和生理活動(dòng)的保證。體內(nèi)平衡是多種多樣的，其中有三個(gè)主要方面與無(wú)機(jī)鹽含量密切相關(guān)的。 1. 滲透壓平衡（ Osmotic eq

41、uilibrium） 細(xì)胞膜是一種半透膜，水分子通過(guò)半透膜而擴(kuò)散稱為滲透，驅(qū)動(dòng)水分子滲透的力量（能量）通稱為滲透壓（Osmotic pressure），滲透壓主要是由于細(xì)胞膜內(nèi)、外的離子濃度梯度（差）和電化學(xué)梯度（差）造成。 Na+是調(diào)節(jié)滲透壓的重要無(wú)機(jī)鹽，生理鹽水NaCl濃度為0.9%，就是人體體液等滲的液體（溶液）。 蛋白質(zhì)在維持細(xì)胞滲透壓平衡也是非常重要的，由蛋白質(zhì)造成的滲透壓稱為膠滲壓（Collodial）；食物中缺乏蛋白質(zhì)或有機(jī)體蛋白質(zhì)不足時(shí)，血液中蛋白質(zhì)含量下降，膠滲壓下降，動(dòng)物就出現(xiàn)水腫（1958年的浮腫病就是此例）。2.酸堿平衡（pH平衡） 有機(jī)體正常的代謝和生理活動(dòng)必須有一個(gè)

42、相對(duì)穩(wěn)定的酸堿環(huán)境。而有機(jī)體pH調(diào)節(jié)的機(jī)制是相當(dāng)復(fù)雜的，其中最主要的就是無(wú)機(jī)鹽的緩沖作用。體液有兩種緩沖系（buffer system）： 一種是無(wú)機(jī)鹽，HPO42- H2PO4-, HCO3- H2CO3另一種緩沖系，也就是血漿蛋白，能吸附H+,或OH-，而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的作用。 3.鈉，鉀，鈣離子平衡 動(dòng)物體內(nèi)環(huán)境中，Na+/K+/Ca+的比例是相對(duì)穩(wěn)定的。就細(xì)胞而言，細(xì)胞膜外側(cè) Na+高，K+低；膜內(nèi)K+高，而NA+低；這二種離子在膜內(nèi)外的濃度差和相對(duì)變化是細(xì)胞保持反應(yīng)性能的動(dòng)因或條件。 如小孩，當(dāng) Na+/Ca+紊亂出現(xiàn)驚厥，引起反應(yīng)失靈。因此這些離子平衡和相互穩(wěn)定是維持有機(jī)體正常的代謝

43、和出現(xiàn)活動(dòng)所必需的。 四、生物大分子 蛋白質(zhì)，核酸，脂類和糖類（碳水化合物）1. 有機(jī)基團(tuán) 由兩種或兩種以上的元素的幾個(gè)原子結(jié)合而成的分子結(jié)構(gòu)單位和反應(yīng)單位，（C、H、O、N、P、S）各元素在有機(jī)基團(tuán)中原子價(jià)數(shù)基本不變，但結(jié)合成基團(tuán)后，基團(tuán)便有特殊的性質(zhì)。常見(jiàn)的有機(jī)基團(tuán)有： 烴基：C-H 基團(tuán)，甲基（C-CH3）乙基（CH3CH2-） 羥基： OH與碳鏈結(jié)合，為醇 羰基 ：C與O結(jié)合 ， CO 由羰基再與其他基團(tuán)結(jié)合成 ： 酚基 ： HCO 、酮基： 3HCCO 、羧基 ： HOCO 多種有機(jī)基團(tuán)可以以共價(jià)鍵結(jié)合而形成有機(jī)物質(zhì)，直至形成生物大分子（ olecule）2. 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)是由氨基

44、酸（amino acid ，AA） 按一定規(guī)律構(gòu)成的承擔(dān)生命的大分子物質(zhì)的總稱。是有氨基（2），羧基 （），有的還有硫基（）組成的。 （1）氨基酸（AA ， 2與組成）構(gòu)成蛋白質(zhì)的有種，各種的碳同時(shí)含有氨基和羧基，具有酸、堿兩種解離的特點(diǎn)，因此具有兩性離子的緩沖特性，能維持p的穩(wěn)定。根據(jù)的對(duì)稱性把分成與（除甘氨酸外ly），是構(gòu)成蛋白質(zhì)的。的通式為： 根據(jù)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)AA分為：極性側(cè)鏈（11，基團(tuán)親水） 和非極性側(cè)鏈（9，基團(tuán)疏水）（2）肽與之間可以相互結(jié)合成肽鍵，是由一個(gè)的與另一個(gè)的經(jīng)脫水縮合，形成的共價(jià)鍵。兩個(gè)結(jié)合成肽稱二肽，三個(gè)以上肽鍵的肽稱多肽 。（3）蛋白質(zhì)（或多肽） 蛋白質(zhì)是由形

45、成的多肽主干組成的，肽鏈上不同側(cè)基和折疊方式?jīng)Q定了蛋白質(zhì)分子的化學(xué)和生物性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)， 形成不同空間結(jié)構(gòu)（又稱構(gòu)象）是蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu) 。 肽鍵是維持蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的共價(jià)鍵、（還有二硫鍵）；維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的主要是非共價(jià)鍵，包括：氫鍵，離子鍵，疏水鍵和范德華力（分子作用力） 正因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象是千變?nèi)f化的，因此它才能作為承擔(dān)最復(fù)雜的生命運(yùn)動(dòng)的主體。而且?guī)缀跛卸喾N通常存在于每一個(gè)蛋白質(zhì)中，隨的數(shù)量和排列，空間結(jié)構(gòu)的千變?nèi)f化，蛋白質(zhì)的特性也隨之多種多樣。 蛋白質(zhì)通常按其功能分為： 構(gòu)成蛋白：是構(gòu)成生物有機(jī)體的基石 功能蛋白：酶類，參加催化各種生理反應(yīng) 調(diào)節(jié)蛋白

46、：激素（還有其他多種如促進(jìn)或稱抑制因子） 貯存蛋白：如卵黃等，大部分蛋白質(zhì)貯存蛋白是胚胎發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源 3. 核酸 核酸是生命大分子的主要成分。是生命信息的載體和工具，生物體的遺傳和變異可以說(shuō)主要由核酸決定的。核酸可分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（）。核酸是由核苷酸（nucleotide）通過(guò)3，5磷酸二酯鍵連接而成的（P-O-C）。核苷酸是由磷酸和核苷組成的，核苷可進(jìn)一步水解成堿基和戊糖（核糖和脫氧核糖） 。 堿基是含氮的有機(jī)堿（nuclear）,主要有腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G），胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）和胸腺嘧啶（T）5種。DNA由A，G，C，T四種堿基按A-T，G-C組成堿基對(duì)組

47、成。RNA A-U，G-C組成堿基對(duì)組成。 一條DNA鏈可以有4100種的排列方式。DNA分子為兩條多核苷酸鏈反方向平行的圍繞著一個(gè)中心軸，按照右手螺旋的方式構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)。主鏈處于螺旋外側(cè)，堿基處于內(nèi)側(cè)，靠堿基間的氫鍵使兩條多核酸鏈聯(lián)系在堿基一起（A-T之間形成2個(gè)氫鍵）（G-C之間形成3個(gè)氫鍵）（1953，Watson 和Crick）提出。螺旋直徑為2nm，每個(gè)螺旋10個(gè)堿基對(duì)，兩個(gè)相鄰堿基對(duì)之間距離0.34nm，螺旋為3.4nm 。 DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，是由DNA雙鏈中的一條鏈根據(jù)堿基配對(duì)的規(guī)律轉(zhuǎn)錄成為信使核糖核酸（mRNA），由轉(zhuǎn)移核糖核酸（tRNA）把氨基酸運(yùn)道核糖體（含有rRN

48、A，核糖體RNA）,以mRNA為模板轉(zhuǎn)譯成蛋白質(zhì)。 顯然核酸指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，但決不能離開(kāi)蛋白質(zhì)而孤立起作用，每個(gè)生化反應(yīng)步驟都要功能蛋白（酶）的參加，因此“生命是蛋白體的存在方式”。蛋白體主要是由蛋白質(zhì)和核酸組成的復(fù)雜體系。4. 脂類（Lipid） 是由脂肪酸與醇（甘油、膽固醇）形成的酯類（ester）及其衍生物。主要包括脂肪（fat）和類脂（lipoid）它們是由C、H、O組成。也是一種碳水化合物，當(dāng)x : y 3時(shí)才有糖的性質(zhì)。生物體含有的脂類主要有蠟、高級(jí)醇、中性脂肪（甘油脂）磷脂和固醇4大類。脂類是主要的能源物質(zhì)，也是細(xì)胞各種構(gòu)成的組成成分，如細(xì)胞膜或生物膜主要是由磷脂和蛋白質(zhì)組成的

49、。而固醇（sterol）也稱甾醇，是一種極為重要的活性物質(zhì)（激素）。（蛻殼素和蛻殼抑制素等） 5. 糖類： 習(xí)慣上稱碳水化合物（Carbohydrate） 通常的分子式： Cn(H2O)n ,它是由植物的光合作用產(chǎn)生，是生物體的主要能源供應(yīng)物質(zhì)；也是生物體的構(gòu)成成分（糖的衍生物）。按照糖類的水解情況，糖類可分為：?jiǎn)翁?、低聚糖和多糖以及它們的衍生物（如粘多糖）。最常?jiàn)的多糖有淀粉，纖維素和糖原。而動(dòng)物只有海鞘有纖維素，淀粉和糖原是營(yíng)養(yǎng)性的葡萄糖。 Chapter 3 生物體的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)能 第一節(jié) 細(xì)胞一、細(xì)胞的一般特征1. 大小和形狀2. 細(xì)胞的共同特征（1）在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面一般細(xì)胞都具有細(xì)胞膜

50、、細(xì)胞質(zhì)（包括各種細(xì)胞器）和細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)。少數(shù)細(xì)胞有機(jī)體不具核膜（核質(zhì)，主要是DNA 存在于細(xì)胞質(zhì)中的一定區(qū)域，存在核區(qū)，為擬核）這種細(xì)胞原核細(xì)胞（procaryotic cell），如細(xì)菌，藍(lán)藻，支原體；具有核膜的細(xì)胞就稱為真核細(xì)胞（eukaryotic cell）。此外，還有一種介于真核與原核細(xì)胞之間的過(guò)渡類型細(xì)胞 ，有核摸，但無(wú)核摸孔，稱為介核或中核細(xì)胞（mesocaryotia cell）。（2）在機(jī)能方面細(xì)胞能夠利用能量和轉(zhuǎn)變能量 具有生物合成的能力，即將簡(jiǎn)單小分子物質(zhì)合成大分子的復(fù)雜物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，核酸 。具有自我復(fù)制和繁殖的能力，如遺傳物質(zhì)的復(fù)制，通過(guò)細(xì)胞分裂將親代的性狀遺傳給子

51、代細(xì)胞。 具有協(xié)調(diào)細(xì)胞機(jī)體整體生命的能力等，如免疫反應(yīng)和細(xì)胞吞噬和細(xì)胞自溶。 二、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞是一團(tuán)原生質(zhì)（protoplasm）, 由原生質(zhì)分化細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和各種細(xì)胞器及細(xì)胞質(zhì)衍生物（模式圖）。細(xì)胞是由膜包含一核的原生質(zhì)團(tuán)，原生質(zhì)是指細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)含有的生活物質(zhì)。原生質(zhì)的概念自19世紀(jì)細(xì)胞學(xué)發(fā)展起來(lái)以后一直沿用至今。（一）細(xì)胞膜或質(zhì)膜細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)從外向細(xì)胞內(nèi)分別是：細(xì)胞外被 、質(zhì)膜和表層胞質(zhì)溶膠。1. 質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)（圖）細(xì)胞膜是指包圍在細(xì)胞表面的極薄的膜層，厚度約為（77.5nm，1mm=1000um=10000A）。用電子顯微鏡觀察，大部分細(xì)胞膜呈三層結(jié)構(gòu)（內(nèi)，外為致密層，中間夾

52、著不太致密的的一層）。一般認(rèn)為內(nèi)、外兩致密層為蛋白質(zhì)組分，而中間不太致密的夾層是由兩層磷脂分子構(gòu)成（磷脂分子有一個(gè)親水的頭部和兩疏水的尾巴，是一種極性分子，磷脂雙分子層是由磷脂分子的頭部面向膜的兩側(cè)，而尾部向膜中間。 ）。蛋白質(zhì)排列很不規(guī)則，可大致分為外在性或周邊蛋白與內(nèi)在性或整合蛋白。整合蛋白根據(jù)整合的程度可分為嵌入蛋白和穿膜蛋白。一層脂膜結(jié)構(gòu)（1895）雙層脂膜結(jié)構(gòu)（1925）單位膜型（1960s） “流動(dòng)鑲嵌模型”（fluid masaic model）（1970s）（更具體的說(shuō)是“流動(dòng)脂質(zhì)-蛋白質(zhì)（球蛋白）鑲嵌型模型，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)模型 ，既具有流動(dòng)性又具有穩(wěn)定性。 ）細(xì)胞表面及皮層內(nèi)胞

53、質(zhì)骨架分子結(jié)構(gòu)示意圖2. 質(zhì)膜的功能細(xì)胞膜有維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境恒定的作用，通過(guò)細(xì)胞膜有選擇地從周圍環(huán)境吸收養(yǎng)分，并將代謝產(chǎn)物排出細(xì)胞外（物質(zhì)運(yùn)輸）。大量的事實(shí)證明，細(xì)胞膜上各種蛋白質(zhì)，特別是酶，對(duì)多種物質(zhì)出入細(xì)胞膜起關(guān)鍵作用。同時(shí)細(xì)胞膜還有信息傳導(dǎo)，代謝調(diào)控、細(xì)胞識(shí)別，免疫等作用 。3. 細(xì)胞膜除上述的一般結(jié)構(gòu)外，還存多種各種變化情況。有固定的，主要是微絨毛（microvilli）是細(xì)胞膜表面突起呈圓筒狀的結(jié)構(gòu)，直徑100nm，長(zhǎng)約1um，主要是擴(kuò)大表面積，（利于吸收）有臨時(shí)的，象變形足皺襞、內(nèi)褶及以質(zhì)膜內(nèi)陷形成的胞飲囊等。4. 植物細(xì)胞的細(xì)胞外被是由纖維素形成的細(xì)胞壁；細(xì)菌的細(xì)胞外被是脂多糖；一

54、般動(dòng)物細(xì)胞的外被是一層絨毛狀的粘多糖，厚約200nm（粘多糖是細(xì)胞表面的糖脂和糖蛋白）。 （二）細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜內(nèi)、細(xì)胞核以外的原生質(zhì)稱為細(xì)胞質(zhì)，主要包括細(xì)胞器，細(xì)胞內(nèi)含物，細(xì)胞骨架（微管MT微絲MF中間纖維IF）和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)一些大小折光顆粒主要是細(xì)胞器和一些內(nèi)含物（卵黃顆粒，脂肪滴等） 。1.細(xì)胞器（organelle）具有一定的形態(tài)和功能，是細(xì)胞生命活動(dòng)不可缺少的（1）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Endoplasmic reticulum ，ER） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由生物膜形成的一些小管，小囊，和膜層（扁囊）構(gòu)成的， 普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)，（除成熟的紅細(xì)胞外）其形狀，大小，數(shù)量，排列因不同的細(xì)胞，不同的發(fā)育時(shí)期

55、而不同。但成熟的細(xì)胞，一般內(nèi)質(zhì)網(wǎng)都具有一定的形態(tài)。根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有無(wú)顆粒（核糖體）把內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）和光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）。RER、SER同屬內(nèi)質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)，它們是相互連貫的，RER上的核糖體能合成蛋白質(zhì)，RER參與物質(zhì)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸、SER與脂類合成、糖原及碳水化合物代謝有關(guān)，也參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是生物膜的一種，是內(nèi)膜系統(tǒng)的重要組分，其在細(xì)胞內(nèi)提供了大量的膜表面，有利于酶的分布和細(xì)胞的生命活動(dòng)。（模式圖） （2）核糖體（Ribosome）核糖體也稱為核糖核蛋白體，含有豐富的核糖核酸和蛋白質(zhì)，其是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，是制造蛋白質(zhì)的工廠。核糖體的出現(xiàn)是生命的表征，只有核糖體出現(xiàn)后

56、才有生命運(yùn)動(dòng)。因此原核細(xì)胞內(nèi)，除染色質(zhì)外，細(xì)胞器很少，但必定有核糖體。核糖體有大小兩個(gè)亞單位組成。核糖體分為膜旁核糖體（位于RER上）和游離的核糖體，在細(xì)胞質(zhì)存在核糖體零件倉(cāng)庫(kù)，一旦需要就組裝完整的核糖體，進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成。（大小亞單位可繼續(xù)分離成各種核糖體零件）核糖體是一種自組裝的結(jié)構(gòu)，核糖體的零件可以在核內(nèi)形成，通過(guò)核膜孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。 （3）高爾基體（Golgi apparatus）或高爾基器，高爾基復(fù)合體 高爾基體是由意大利學(xué)者高爾基用染色方法發(fā)現(xiàn)（AgNO3 黑點(diǎn)網(wǎng)狀）的一種細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)和功能單位而命名。在電子顯微鏡下，高爾基也是一種膜狀結(jié)構(gòu)屬于生物膜的一種，既是內(nèi)膜系統(tǒng)的成員，又是液泡

57、系的組分。 高爾基體是由光滑的大扁囊（網(wǎng)狀池）和小囊構(gòu)成，每個(gè)高爾基體由5-8個(gè)潴泡平疊在一起形成。由高爾基小泡和液泡，潴泡共同構(gòu)成高爾基復(fù)合體（GC）。高爾基體主要作用是參與細(xì)胞分泌物的儲(chǔ)存，加工和轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞的作用。最初高爾基把其命名為釀造質(zhì)。（4）溶酶體（lysosome， Ly）年才發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞器，是一種由一層膜包圍的顆粒狀和液泡狀結(jié)構(gòu)，其中含有多種水解酶因此稱為溶酶體，就是溶解和消化物質(zhì)小體。由于由一層膜包圍，因此Ly也是生物膜的一種，是內(nèi)膜系統(tǒng)的成員，又是液泡系的組分。溶酶體主要有：初級(jí)溶酶體（有酶，尚未進(jìn)行消化作用） 次級(jí)溶酶體（消化液，正在進(jìn)行或進(jìn)行消化的液泡） 后溶酶體（無(wú)酶

58、）又稱殘?bào)w，有未消化的殘?jiān)苊阁w的主要功能是溶解和消化。它對(duì)排除生活機(jī)體內(nèi)的死亡細(xì)胞（自溶）排除異物保護(hù)機(jī)體，以及胚胎形成和發(fā)育都有主要的作用。因此溶酶體還有防御的機(jī)能。 （5）線粒體（Mitovhondrium，MT）（圖） 線粒體是細(xì)胞內(nèi)由一些線狀、小桿狀、顆粒狀的結(jié)構(gòu)，在電子顯微鏡下，線粒體表面有兩層膜構(gòu)成。內(nèi)層膜向內(nèi)形成一些隔稱為線粒體嵴（cristae）.線粒體內(nèi)有豐富的酶系統(tǒng)，特被是氧化酶類，主要分布在線粒體的嵴膜上。線粒體是由細(xì)胞內(nèi)呼吸的中心，它是生物有機(jī)體借氧化作用產(chǎn)生能量的 一個(gè)主要 機(jī)構(gòu)，它將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如葡萄糖，脂肪酸，）氧化產(chǎn)生能量，儲(chǔ)存在（三磷酸腺苷）的高能磷酸鍵上，供

59、給細(xì)胞其他生理活動(dòng)的能量需要，因此線粒體是細(xì)胞的動(dòng)力工廠。 +（高能磷酸鍵）并產(chǎn)生 和。線粒體有機(jī)物質(zhì)的氧化是與呼吸鏈（電子傳遞鏈）偶然在一起的，是與磷酸化相關(guān)聯(lián)，因此稱偶聯(lián)的氧化磷酸化。其能量產(chǎn)生的效率是無(wú)氧呼吸的倍。線粒體具有自主性，即喊有線粒體的（遺傳信息，70s核糖體）因此線粒體具有復(fù)制的功能。（6）葉綠體（Chlorophyll , Chl.）葉綠體為綠色植物所特有，其也是有兩層膜包圍的結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜形成片層(lamella)，稱為基質(zhì)類囊體(stroma thylakiod)或基粒類囊體(grana thylakiod)。葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所所利用，吸收光線，合成有機(jī)物（C6H1

60、2O6）并儲(chǔ)存能量。葉綠體的光合磷酸化發(fā)生在基粒類囊體的葉綠體內(nèi)膜片層。作用過(guò)程與氧化磷酸化（線粒體）的相近相似。葉綠體同樣具有自主性（自我復(fù)制）（7）中心粒（Centriole）這種細(xì)胞器的位置是固定的，具有極性結(jié)構(gòu)。分裂間期細(xì)胞中心粒是一個(gè)柱狀體，在電子顯微鏡下，長(zhǎng)度.m 直徑約.m, 它是由組微管（MT）組成的。每個(gè)亞單位由個(gè)的結(jié)構(gòu)。 中心粒在細(xì)胞分裂期間，與微絲（MF）、中間纖維（IF）（細(xì)胞骨架） 等組成有絲分裂器（星絲、紡錘絲，牽引絲，連續(xù)絲）對(duì)染色體的排列和分離（引向兩個(gè)子細(xì)胞）起重要的作用。 、和IF組成的細(xì)胞質(zhì)骨架不僅對(duì)細(xì)胞起支持作用，維持細(xì)胞的形態(tài)，而且對(duì)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞內(nèi)