水生生物学复习资料

水生生物学

一、绪论

水生生物：是指生活于水体（淡水或海水）中的各种生物。

水生生物学：是研究水体中（淡水或海水）生命科学现象和生物

学过程、规律，并探讨其控制和利用的一门科学。

二、水资源与环境

1.中国水资源的特点

?数量上：“总量不少，人均不多”

?空间分布上：“南方多、北方少，东部多、西部少”

?时间分配上：“夏秋两季多，冬春两季少，各年之间变化大”2.天然水的主要化学特性

成分：常量成分、溶解气体、营养元素、有机物、微量元素、有毒物质。

1. 天然水是一个多组分、多相的运动变化着的混合体系

2.不同形态的天然水含盐量悬殊

3.天然水都具有一定的酸碱性

4.天然水都具有一定的缓冲能力

5.天然水都具有一定的硬度和碱度

6.天然水都具有一定的氧化还原能力

7.天然水都具有水生生物生长所需的营养元素

8.天然水都具有水生生物呼吸作用所需的O2和光合作用所需的二氧化碳CO2

9.天然水都具有一定的自净能力

10.海水常量成分具有恒定性的特点

3.透明度？补偿深度？(浮游藻类的悬浮机制)

透明度：测定时将圆盘沉入水中，在不受阳光直射条件下，圆盘刚刚看不见的深度，即为透明度

补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度称为补偿深度。

4. 阐述北方典型淡水湖泊温度的四季分布特点。

春、秋季全同温；夏季正分层；冬季逆分层

5.天然水的混合作用有哪些？

水的混合作用对水中溶解气体、营养盐类、主要离子的分布、变化等都会产生影响。对于一般的湖泊池塘，引起水体混合的主要因素有两个，一是风力引起的涡动混合，一是因密度差引起的对流混合。6.水生植物的营养元素

常量必需元素：N、P、K、Ca、Mg 、S、C、H、O

微量必需元素：Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等

7.Redfield比值？C:N:P=106:16:1

106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+(+微量元素+能量)→C106H263O110N16P+138O2

C106H263O110N16P所表示的并不是分子式而是化学式，也可表示为(CH2O)106(NH3)16H3PO4。

三、藻类

1. 浮游生物:在海水或淡水中能够适应浮游生活的动植物群

落，它们易于在风和水流的作用下作被动运动。(1984年命名) 包括浮游动物和浮游植物。

浮游植物是生态学单位，包括所有生活在水中营浮游生活的微小植物，一般指浮游藻类。

2. * 藻类的主要特征

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60m。

3)具叶绿素chlorophy11，能进行光合作用的自养型生物

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。

3. 色素（pigment）和色素体（chromoplast ）

色素成分可分为4大类：

叶绿素（chlorophyll）胡萝卜素（carotene）

叶黄素（lutein）藻胆素（phycobelin）

各门藻类因所含色素不同，因此藻体呈现的颜色也不同: 绿藻门为鲜绿色金藻门呈金黄色蓝藻门多为蓝绿色等

除蓝藻和原绿藻外，色素均位于色素体内:

色素体是藻类光合作用的场所，形态多样，有杯状、盘状、星状、片状、板状和螺旋带状等。

色素体位于细胞中心（轴生）或位于周边，靠近周质或细胞壁（周生）。

4、藻类繁殖方式

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。

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

成一个新的植物体。

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。有同配生殖、异配生殖、卵配生殖、接合生殖5.生态分布和意义

1)生态分布：根据藻类生活环境的特点及其与环境的关系，可分

为三大生态类群：1、浮游藻类（又称浮游植物）

2、底栖藻类

3、流水中的藻类1.浮游藻类

个体小，种类、数量多，包括绝大部分藻类

浮游藻类是鱼类和其它动物直接或间接的饵料，是水体的初级生产者，水体中生物环境重要组成部分，对水体的理化性状、

生物生产量和经济动物产量都有极为重要的影响。

引起淡水水华(water bloom) 和海水赤潮（red tide）

2、底栖藻类

营固着或附着生活的藻类。

红藻、褐藻、轮藻和绿藻门的大型种类是底栖藻类的基本组分，

在水底形成藻被层。

小型底栖藻类是周丛生物的主要成员，对杂食性和刮食性鱼类具有重要的饵料意义。

裸藻、衣藻在阳光充足的温暖季节，在河湾、湖泊潮湿地表大量繁殖，形成绿色斑块状藻被层，有的绿藻甚至可在冰封的雪地上形成红色、褐色或绿色的藻被层。

3、流水中的藻类

由底栖和浮游的藻类组成能在急流中生活和繁殖，同细菌和微型动物一起形成粘土层，具有巨大的吸附力，能吸附污染水体中的有机物并由生物群使之矿化，对流水的净化起到很大的作用。

2）经济意义1、2、3

1. 藻类的渔业和工农业价值

肥源：固氮蓝藻固氮，轮藻、褐藻

饵料：螺旋藻、硅藻和绿藻的种类

工业用：褐藻，硅藻土-吸附剂、滤过剂、磨光剂

水华、赤潮的危害：

有害藻类的异常发生：小三毛金藻、有毒甲藻、寄生藻

2. 藻类可作为水污染的指示生物

用藻类群落组成来判断水质状况：

用作氧化塘法进行污水处理：光合作用，利用水中的N 、P等营养盐，放出氧气

对水体有机物的分解、水体净化具有一定的作用：藻类、细菌

和原生动物等组成生物膜

3. 藻类的医药和食用价值

海藻的医学价值：《神农本草经》、《名医别录》、《本草纲目》 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、虾青素等。

四、蓝藻门

蓝藻特点：特有假空泡（伪空泡），充满气体，调节细胞上浮、下沉,可使漂浮又可抵抗阳光照射；无细胞核

段殖体：许多丝状蓝藻藻丝分出短的分段，是由两个营养细胞间生出胶质隔片或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分段。

1. 形态构造与特征

2.生态分布及意义

① 90％生于淡水，仅10％生于海水。管藻目多生于海水，而

接合藻纲则只生活于淡水中。

② 石莼、浒苔具有较大的经济价值，可以食用也可提取胶质、糊精作为粘着浆料。浮游藻类如小球藻属、扁藻属等为海

产经济动物幼体的饵料。

③ 分布相当广，凡是阳光照射的潮湿环境，都能见到不同种

类的绿藻。绿藻是藻类植物的重要组成部分，是鱼池浮游

植物的主要成分。不仅作为滤食性鱼类的饵料，也是鱼池

生物环境的重要组成部分。

④ 绿藻在净化水体、保护水域环境方面也具一定意义。

1）细胞壁 内层：纤维素 外层：果胶质

表面平滑或具颗粒、孔纹、瘤、刺毛等

2）色素：chla 、b ,β-胡萝卜素, 叶黄素等

色素体：杯、盘、星、板、网、螺旋带状等

贮存物质：淀粉，颗粒状

3）鞭毛：2条，顶生，等长；1,4,6,8(少数）

是一种运动胞器

伸缩泡：2个 眼点：1个，橘红色，细胞前侧面

1.主要特征

体制：多单细胞，丝状体、群体（放射状、带状、链状）

色素：Chla、c、β-胡萝卜素、硅藻黄素、岩藻黄素等

色素体：黄绿或黄褐色，粒状、片状、分枝或星状

同化产物: 脂肪

2.形态构造

具硅质细胞壁，内层果胶质，外层硅质

细胞壁：上下两壳，大－上壳，小－下壳。

上下壳：壳面、壳套、相连带、间生带、隔片

3.硅藻的生态分布和意义

1）硅藻的饵料意义

1．海洋初级生产力 2.海洋动物及其幼体直接或间接的饵料3.人工大量培养硅藻，如中肋骨条藻、三角褐指藻、牟氏角毛

藻、新月菱形藻等

2）常见赤潮硅藻简介:

骨条藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海链藻等

3）硅藻的工业价值: 硅藻土、化石硅藻

1.形态构造主要特征：无细胞壁，多有2条鞭毛，1个细胞核

色素：叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素，金藻素

2、常见种类：黄群藻、三毛金藻

3、生态分布和意义：淡水水体，生活于透明度较大，温度较低，有机质含量低的水体。水生动物天然的饵料

八、黄藻门

1.形态构造和特征：有单细胞、群体、多细胞丝状体和多核管

状体。单细胞或群体的细胞壁，多数由U形的两节片套合而成，丝状体或管状体的则由H形套合而成。细胞壁主要成分是果胶化合物。光合色素无叶绿素b，主要是叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素和叶黄素

2.常见种类:异球藻目、异丝藻目、异管藻目、绿胞藻目、

3.生态分布和意义:大多数生活于淡水中，仅少数分布于海水或

半咸水中，淡水种类喜生活在半流动的软水水体中。营固着生活或漂浮于水面。是海水养殖育苗的饵料

九、隐藻门

1.形态构造：单细胞，大部分不具有纤维素细胞壁，多数种类

有鞭毛，能运动，有背腹之分。色素：叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素和藻胆素。

2.常见种类：蓝隐藻、隐藻、红胞藻、半胞藻、尖隐藻

3.生态分布和意义：海水、淡水均有分布，喜生于有机物和氮

丰富的水体。隐藻是水肥、水活、好水的标志

十、甲藻门

1.形态构造：多数单细胞，少数丝状体或由单细胞连成的各种

群体。具有2条顶生或腰生鞭毛，可运动，因此通常被称为双鞭藻。

1)细胞壁：纵裂甲藻类，细胞壁由左右两片组成，无纵沟和横

沟。横列甲藻类，细胞裸露或具纤维素细胞壁，细胞壁由许多小板片组成。表示甲藻纤维质小板嵌合而成的细胞壁上下甲板片的数目、形状、和排列方式的式子称为甲片式，为分类的重要依据之一。上下甲和纵横沟的板片组成如下：上甲板片，包括：顶孔板、顶板、沟前板、前间插板

下甲板片，包括：沟后板、底板、后间插板

横沟。纵沟。

2)色素和色素体：叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素和四种叶黄

素（环甲藻素、新甲藻素、甲藻黄素、硅甲藻素）、甲藻素、绿色素、墨角藻黄素

3)细胞核：染色质排列成串珠状，整个有丝分裂过程中核膜不

消失，不形成纺锤体，有的种类细胞核不含碱性蛋白。甲藻是介于原核生物和真核生物之间的所谓间核生物

4)鞭毛：2条等长或不等长鞭毛

2.常见种类:纵裂甲藻目、夜光藻、裸甲藻、

3.生态分布和意义：多数种类生活于海洋中，其产量可作为海

洋生产力的指标，优质饵料，形成赤潮危害渔业，夜光藻是研究发光生理的良好材料。

十一、裸藻门

1.形态构造：大多数单细胞，具鞭毛的运动个体。细胞裸露，

无细胞壁，细胞质外层特化成表质。色素有叶绿素a、叶绿素

b、β-胡萝卜素和叶黄素。有色素的种类有眼点，具感光性。

2.常见种类：裸藻、扁裸藻、囊裸藻

3.生态分布和意义:主要生活在有机质丰富的静水淡水水体。是

某些滤食性鱼类的直接饵料。是肥水、好水的标志。对污水有一定的净化作用。

十二、浮游动物

1.浮游动物：悬浮于水中的水生动物（生态学概念）

种类组成复杂：原生动物、轮虫、枝角类、桡足类

2. 原生动物：

a主要特征

1）单细胞动物:

细胞膜：原生质膜、表膜、外壳

细胞质：外层：透明、均匀、无内含物－外质

内层：不透明，有内含物－内质

２种细胞核：大核，染色质多，分布均匀，营养

小核，染色质少，分布不均匀，生殖

2）具有动物体所具有的所有生命特征

新陈代谢，感应性，运动，生长发育，生殖以及对周围环境的适应等3）胞器或类器官

运动胞器：如鞭毛、纤毛、伪足等。

营养胞器：胞口、胞咽、食物泡代谢胞器：伸缩泡

4）营养方式：3种光合营养腐生营养动物性营养

b生态分布和意义

1) 普生性：种类多、数量大、分布广

食物：单细胞藻类、细菌、各种有机碎屑及其他原生动物。 对环境的适应性强：遇到不良环境可形成孢囊，抵御不良环境，有效传播种族。

2) 经济意义

饵料作用：自由生活的原生动物种类是鱼、虾、贝类等直接或间接的天然饵料。

地质勘探，矿产寻找：有孔虫，放射虫是古老的动物，寒武纪就已出现，根据它们的化石可以确定地址年代和沉积相，揭

示地下结构状况，对寻找沉积矿产，发现石油，确定油层具指

导作用。

3. 轮虫a概述：

小型的多细胞动物,体长多100-500um。

构造复杂,具消化、生殖、神经等系统。头前方具圆形轮盘－－运动和摄食。

广布于各类水体中,为淡水浮游动物的主要组成部分，水质的适

应性强。

数量多, 是其它水生动物的饵料，几乎所有鱼类的幼体阶段都吞食轮虫,是鱼苗最适口的活饵料。

b 主要特征：

1. 有纤毛的头冠（轮盘）

2. 特化的咀嚼囊（器）

3．排泄器官为具焰茎球的原肾管

c 生态特性和分布

1. 运动：多数借头冠纤毛的转动作旋转或螺旋式运动；

有附肢的种类，跳跃式运动如三肢、多肢、巨腕轮虫等。

2.食性：以轮盘的旋动摄取食物，也有用咀嚼器直接猎取食物的

主要食物是：单细胞藻类、细菌、有机碎屑。也有摄食原生

动物，其它轮虫，枝角类和桡足类为食。

3.生活方式: 一类营浮游或兼性浮游生活，另一类营底栖、附着或固

着生活

d分布：广布于各类淡水水体中，在海洋、内陆咸水中也有：其踪迹，但种量稀少。

水平分布：无论池塘还是湖泊，种类和数量都以沿岸带向中心逐渐减少。

垂直分布：底栖的种类分布于3-4米深度；浮游种类三

肢轮虫、多肢轮虫、龟甲轮虫在深水湖泊，可以分布到

200米的深度。

4. 枝角类

a 形态特征

躯体包被于两壳瓣中，体不分节（薄皮溞例外）。

头部具一个大复眼。

第二触角强大为双肢型。

后腹部结构、功能复杂，胸肢４－６对兼具滤食、呼吸功能。

枝角类大多生活于淡水仅少数产于海洋，一般营浮游生活。

b 生态分布和意义

分布区域：大多栖息于淡水水域

意义：1）饵料：枝角类在水域中数量多，运动缓慢，营养丰富，是许多鱼类和甲壳动物的优质饵料。特别是一些水产经济动物的幼体，在取食轮虫和人工（颗粒）饲料的过度阶段，枝角类更是其难以代替的适口饵料。

2）净化水体、指示生物:枝角类摄食大量的细菌和腐质，对水体自净起重要作用；枝角类对毒物十分敏感，是污水毒性试验的合适动物，同时可做污染水体的监测生物。

3）其它:在药物微量测定、繁殖、育种与变异等科学研究以及生物学教学上枝角类也被广为利用。

5.桡足类

?体纵长且分节, 体节数不超过11节，头部1节、胸部5节、腹部5节。

?头部有一眼点、两对触角、三对口器。

?胸部具5对胸足，前四对构造相同，双肢型，第五对常退化，两性有异。

?腹部无附肢，末端具一对尾叉，其后具数根羽状刚毛。雌性腹部常带卵囊。

?变态发育。即有无节幼体和桡足幼体。

2.生态分布与意义

分布水体: 海洋、湖泊、水库、池塘、稻田沼泽、内陆盐水，井水、泉水、岩洞等地下水，以及苔藓植物丛中。河流等流水水域桡足类的数量十分贫乏；而在湖泊、池塘等静水水域，特别是富养型水体桡足类的数量十分丰富

?哲水蚤的分布―营浮游性生活，湖泊的敞水带、河口及塘堰中。

?猛水蚤的分布――营底栖生活，除敞水带以外的各类水域中，如湖泊、塘堰、沼泽的沿岸带，河流的泥沙间等。

?剑水蚤的分布――介乎于上述两大类之间，栖息环境亦多样

分布导致个体间大小的差异:同一地区的桡足类的体长冬季大于夏季, 同一种桡足类分布在北方的个体有时较分布在南方的长大

意义——有益方面:

?饵料――是各种经济鱼类，如鳙、鲱、鲐和各种幼鱼、须鲸类的重要饵料。

?渔场的标志――有些鱼类专门捕食桡足类，桡足类的分布和鱼群的洄游路线密切相关。因此，桡足类可作为寻找渔场的标志。

?人、畜、禽的食料――有些桡足类的产量很大，作为人类、家

畜和家禽的食料，具有很高的营养价值。

?指标生物――某些桡足类与海流密切相关，因而可作为海流、水团的指标生物；还有一些桡足类可作为水体污染的指示生物。——有害方面:危害渔业，是寄生虫的中间寄主。

十三、浮游藻类的悬浮机制

1.浮游生物适应浮游生活具有的结构和能力的几种类型1、2、3 1）扩大个体表面积或成群体增加浮力（体型大小）

缩小体积可增大相对表面积，从而增加抵抗下沉的阻力；

具有刺毛、突起或连结群体，抵抗下沉

2）降低平均密度以增加浮力（密度）

外壳等结构退化或消失；

分泌粘液或胶质，减轻体重；

产生气体、油等比重轻的物质：积累脂肪、伪空胞

增加水分；

离子调节:以“轻”离子代替“重”离子

3）依靠鞭毛的摆动产生微弱的“主动性运动”使生物体向前移动并可使生物保持悬浮状态。（体型阻力）

2.藻类浮游适应机制的意义与应用

1)生态功能：维持物质与能量代谢循环

食物与生态链初级与次级生产力

2)在海洋捕捞、鱼群监测方面

●浮游生物的昼夜垂直移动，使水域中生物群落的种类和数量发

生剧烈的变比，同时导致摄食浮游生物的鱼类和哺乳动物的昼夜垂直移动。

●掌握这一运动规律对于海洋捕捞生产的实践有着重要的指导意

义，可以根据浮游生物的昼夜变动，调整渔具的深度或采用灯光诱捕方式，提高渔获物的产量。

3)水产养殖方面：四大家鱼的混养

4）藻类培养：开展浮游藻类培养的优势

A 整个生物体都可被利用，没有废弃物；

B 营养丰富，富含蛋白，维生素和高不饱和脂肪酸；

C 相比农作物，单位时间单位面积的产量高；

D 生长周期短，繁殖快，适宜条件下指数增长；

E 可利用海水培养，是开发海洋的有效途径；

F 可进行自动化生产。

十四、大型水生植物

水生植物：生理上依附于水环境

水生大型植物：丝状绿藻类、轮藻、大型海藻、水生维管束植物 维管束植物：蕨类植物＋种子植物

水生维管束植物：水草

1.特征：1) 多细胞植物，具根、茎、叶的分化

2) 植物体有特化的细胞组成的维管束，承担支持和运输的功能

3) 生殖器官构造复杂，由受精卵细胞发育形成胚

2.生态类群

根据水生维管束植物的形态、构造及其与水环境的关系，分为４个生态类群：挺水植物，浮叶植物，沉水植物，漂浮植物

挺水植物:常见的有水蕨、荸荠、芦苇、菰（茭白）、慈菇、莲、喜旱莲子草（水花生）等。

浮叶植物：常见的有菱、莼菜、睡莲、芡实等。

沉水植物：典型沉水植物有马来眼子菜、茨藻、轮叶黑藻、菹草、苦草、金鱼藻等。

漂浮植物：常见的种类有紫背浮萍、槐叶萍、满江红、凤眼莲（水葫芦）、大漂（水浮莲）。

2.生态分布及意义

在湖泊或池塘中有规律的呈环带状分布，即从沿岸浅水区向中心深水方向，依次分布为挺水植物带、浮叶植物带、沉水植物

带，而漂浮植物则均匀分布在挺水植物和浮叶植物带之中。

垂直分布受水深、透明度的影响，水较浅（1-2m），透明度大、水底为腐植质的淤泥，则水草茂盛；反之稀少。

3.意义：1）草食性和杂食性鱼类的饵料。

2) 鱼类的产卵场和肥育场。

3) 造纸和某些纺织品的重要原料。

4)水蔬菜，食用品，补品，药材。

5) 供观赏或水族箱造景。

6) 水质净化的材料。如“三水”：水葫芦，水浮莲和水花生。

7) 水生植物的克藻效应，在水生生态系中起重要的作用。

十五、浮游藻类的时空分布与季节演替

1．时空分布

浮游藻类的栖息环境具有异质性：时间上、空间上：

栖息环境的异质性造成浮游藻类的垂直分布现象；浮游藻类也强化垂直分层。

水平分布：静水、环境稳定

垂直分布：深水湖泊中，由于深水层接受的光照和水体热力学状态的明显差异，浮游藻类垂直分布现象显著

2.浮游藻类群落的季节演替

1）一般规律：浮游藻类种类成分的季节变化可由两种机制或两种机制的复合作用而引起：

演替（succession）:特定水体内，因理化或生物因素的改变而导致的藻类种类的变化--自然界正常现象固有种（本地种）的变化次序(sequence):因水体类型的变动而引起的种类变化

外来种（引入种）引起的变化--人类的干扰

冬季：低温、低光照、短日照耐寒种类：金藻、硅藻

早春：低温、高光照、长日照硅藻等大量增殖

春季：升温、分层、浮游动物延迟出现

小型、易被吞食、生长迅速的种类大量繁殖（春季水华：硅、绿藻）浮游动物大量摄食导致：水体营养物质缺乏春季水华结束

夏季：个体大、不易摄食的种类大量繁殖：蓝绿藻

秋季：硅藻增殖

2）我国一些湖泊浮游藻类群落的季节变化

单一型：结构简单、种类单一

单季交替型: 玄武湖(结构简单,全年大部分季节某一种类占

优势,仅一个季节出现另一优势种) 双季交替型：墨水湖（一年中有两个季节由不同种类交替占优

势，冬春：硅藻；夏秋：蓝藻）多次交替型：南京固城湖（群落组成复杂，一年中各门藻类

优势种交替出现，季节更替明

水生生物学藻类色素分类表

蓝藻门：色球藻目：平列藻、腔球藻、微囊藻、隐球藻等