Tài liệu sinh lý động vật thủy sản.
Trang 1Ch ươ ng M ở ðầ u
I ðại cương về môn học
1 ðịnh nghĩa:
• Physiology là sinh lý học (physios và
logos)
• Sinh lý học ñại cương
• Sinh lý học cơ quan
Ecophysiology?
Ecology: The scientific study of the
interactions between organisms and their environment Haekel (1868)
Physiology: Physiology (in Greek physis
= nature and logos = word) is the study of the mechanical, physical, and biochemical functions of living organisms
• SINH LÍ H Ọ C: khoa h ọ c v ề ho ạ t ñộ ng s ố ng c ủ
c ơ th ể , c ủ a h ệ th ố ng các c ơ quan, các mô, t ế
bào và s ự ñ i ề u hoà các ch ứ c n ă ng sinh lí c ủ
sinh v ậ
• SLH c ũ ng nghiên c ứ u nh ữ ng quy lu ậ t tác ñộ ng
qua l ạ i c ủ a c ơ th ể s ố ng v ớ i môi tr ườ ng xung
quanh.
• SLH là l ĩ nh v ự c quan tr ọ ng c ủ a sinh h ọ c, là c ơ
s ở lí lu ậ n cho y h ọ c và các ngành khoa h ọ c
khác Bao g ồ m SLH chung, SLH chuyên ngành,
SLH so sánh, SLH ti ế n hoá, SLH sinh thái, SLH
ng ườ i, SLH ứ ng d ụ ng, SLH th ự c v ậ t, SLH ñộ ng
v ậ t
• SLH liên quan v ớ i l ĩ nh v ự c khác; SLH s ử d ng
k ế t qu ả và ph ươ ng pháp c ủ a v ậ t lí h ọ c, hoá h ọ c, hoá sinh h ọ c, lí sinh h ọ c Ng ượ c l ạ i, nh ữ ng ki ế
th ứ c c ủ a SLH r ấ t c ầ n cho các l ĩ nh v ự c khác, vd.
SLH cung c ấ p c ơ s ở khoa h ọ c cho nh ữ ng bi ệ
pháp phòng và ch ữ a b ệ nh, b ả o v ệ s ứ c kho ẻ con
ng ườ i, là c ơ s ở cung c ấ p cho vi ệ c ch ọ n gi ố ng cây tr ồ ng, v ậ t nuôi ðế n ngày nay, SLH tr ở
thành ngành m ũ i nh ọ n c ủ a sinh h ọ c.
organ
Organisme-cell
Organism
Ecophysiology is integrative Science
Organ
Environment
2 ðối tượng và nhiệm vụ môn học
• ðối tượng: nghiên cứu chức năng cơ
thể cá, tôm và các hoạ ñộng sinh lý
của cá, tôm và mối quan hệ với môi
trường xung quanh
• Qui luật về hoạ ñộng sống của cá và giáp xác
• ðịnh hướng ñưa chúng theo nhu cầu phát triển của sản xuấ
Trang 23. Vai trò của sinh lý học ựối với nghề cá
Ớ Nghiên cứu hoạ ựộng sống của một cơ
thể cá
Ớ Nhân tố làm biến ựổi trạng thái bình
thường của cơ thể hay nghiên cứu
những nhân tố làm thay ựổi hoạ ựộng
sinh lý cơ thể
Ớ Giúp cho sinh viên trang bị kiến thức, cơ
sở lắ luận nhằm ựề ra biện pháp kỷ thuậ
chuyên môn ựể nâng cao năng xuất
4 Lịch sử môn học
Ớ Thế giới: đã khám phá những qui luậ
căn bản về sự sống và các họat ựộng sinh lý của cơ thể cá tôm
Ớ Việt nam: Các nghiên cứu còn ựơn
giản chưa nghiên cứu sâu về các họat
ựống của những lòai cá bản ựịa
Ớ Các số liệu về sinh cơ bản ựiều thừa
kế ừ nghiên cứu của thế giới
5 Quan hệ của môn sinh lý học cá với
các môn học khác
Ớ Giải phẫu học: Dựa vào giải phẫu học
mà nghiên cứu sinh lý học cá
Ớ Sinh hoá học: nghiên cứu tác ựộng của
từng cơ quan bộ phận và phản ứng
của cơ thể dưới sựựiều khiển của các
hoạt chất hoá học trong cơ thể
Ớ Di truyền, chọn giống
Ớ Dinh dưỡng
Ớ Kỷ thuật nuôi và sản xuất giống
6 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u sinh lắ h ọ c
Ớ K ỹ thu ậ t t ổ ch ứ c hay c ơ quan tách r ờ i c ơ th ể
C ắ ựứ t s ự liên h ệ c ủ a chúng v ớ i b ộ ph ậ n khác c ủ a c ơ th ể r ồ i ự em c ơ quan hay t ổ
ch ứ c này ựặ t vào môi tr ườ ng nhân t ạ o
Ớ Ph ươ ng pháp gi ả i ph ẫ u c ơ th ể s ố ng (ph ươ ng pháp b ộ c l ộ ): Gây mê và ti ế n hành các th ủ thu ậ ựố i v ớ i ựộ ng v ậ ở tr ạ ng thái
mê, b ộ c l ộ c ơ quan c ầ n nghiên c ứ u
6 Phương pháp nghiên cứu sinh lắ học (tt)
Ớ Phương pháp tổng hợp
Ớ Dùng một cơ thể hoàn chỉnh làm ựối
tượng nghiên cứu và tiến hành thực
nghiệm nó trong một môi trường tương
ựối gần môi trường tự nhiên, quan sát
chức năng các cơ quan
II đặc ựiểm cơ thể sống
1 Trao ựổi vật chất
Ớ định nghĩa: quá trình mà cơ thể trao
ựổi vật chất với môi trường ngoài
Ớ đồng hóa là quá trình cơ thể sinh vậ
sử dụng những vật chất bên ngoài
tổng hợp thành những vật chất cho cơ
thể (thức ăn nguyên liệu tổng
hợp protein, lipid )
Ớ Di hóa là quá trình cơ thể sử dụng
những vật chất tạo năng lượng ựể hoạ
ựộng
Trang 3• ðồng hóa là nguyên liệu cho quá trình
dị hóa, và dị hóa cung cấp năng lượng
cho quá trình ñồng hóa
• Quá trình phân giải là quá trình các vậ
chất có kích thước lớn biến ñổi thành
phân tử nhỏ
• Quá trình hợp thành là quá trình những
vật chất có kích thước phân tử nhỏ
biếb ñổi thành phân tử lớn
2 Tính hưng phấn
• ðịnh nghĩa: tác nhân của môi trường tác ñộng lên cơ thể gọi là vật kích thích
• Tác ñộng của vật kích thích lên cơ thể
g i là kích thích
• Quá trình sinh lý kích thích xảy ra trong
cơ thể gọi là quá trình hưng phấ
• Loại kích thích quen thuộc với cơ thể
g i là kích thích thích ñáng
• Loại kích thích không quen thuộc với
cơ thể gọi là kích thích không thích
ñáng
2 Tính hưng phấn (tt)
• Ví dụ: Tổ chức cơ, tổ chức tuyến…
• Cơ sở vật chất của quá trình hưng
phấn là quá trình trao ñổi vật chất Khi
trao ñổi vật chất ngừng thì tính hưng
phấn sẽ bị mấ ñi
• Trạng thái hưng phấn và trạng thái ức
chế
3 Tính thích ứng
• Trong môi trường bình thường - hoạ
ñộng sống xảy ra bình thường cơ
thể và môi trường ñã tạo ra một cân
b ng ðộng
• Môi trường sống bị thay ñổi ñể có thể duy trì một trạng thái cân bằng ðộng thì cơ thể phải có những thay ñổi về
chức năng sinh lý
• Khả năng giúp cơ thể thay ñổi khi môi
trường thay ñổi goị là tính thích ứng
III S ự ñ i ề u hòa ch ứ c n ă ng c ủ a c ơ th ể
ð i ề u hoà ch ứ c n ă ng là s ự thay ñổ i m ứ c ñộ
ho ạ ñộ ng m ộ t ho ặ c nhi ề u b ộ ph ậ n c ủ a c ơ
th ể ñể thích ứ ng v ớ i môi tr ườ ng s ố ng
1 ðiều hòa chức năng bằng thể dịch
Ch ấ t hóa h ọ c nh ờ th ể d ị ch truy ề n ñ i, có tác
d ng ñ i ề u ti ế ñố i v ớ i ho ạ ñộ ng c ủ a c ơ th ể
Ch ậ m là do v ậ t ch ấ t hóa h ọ c ñượ c máu
truy ề n ñ i
Kém chính xác: Vì có nhi ề u c ơ quan cùng
ch ị u tác ñộ ng
2 ðiều hòa chức năng bằng thần kinh
Nhanh chóng và chính xác h ơ n ñ i ề u hòa
ch ứ c n ă ng b ằ ng th ể d ị ch
Giúp cho ch ứ c n ă ng này có s ự ph ố i h ợ p toàn di ệ n, t ậ p trung l ạ i ñạ t ñế n s ự th ố ng
nh ấ t cao
Trong m ộ t c ơ th ể s ố ng 2 ph ươ ng th ứ c ñ i ề u hòa ch ứ c n ă ng ñ ó là c ơ ch ế ñ i ề u hòa th ầ n kinh và th ể d ị ch
Th ầ n kinh trung ươ ng s ẽ tác ñộ ng ñế n các tuy ế n n ộ i ti ế t, tuy ế n này s ẽ ti ế t hormone, máu ñư a hormone tác ñộ ng lên ho ạ ñộ ng
c ủ a các c ơ quan
Trang 4IV So sánh ñời sống của ñộng vật dưới
nước và trên cạn
• Các yếu tố lý hóa học trong nước chi
phối ñến ñời sống của thủy sinh vật, có
rất nhiều ñiều mà chúng ta không biế
ñược nhưñộng vật sống trên cạn
• Dòng chảy
• Phương hướng
• ðịnh vị
IV So sánh ñời sống của ñộng vật dưới
nước và trên cạn (tt)
• Những ñộng vật sống trên cạn hô hấp trong môi trường không khí chứa rấ nhiều oxy (trừ một số cá lấy oxy vào
cơ thể bằng cơ quan hố hấp khí trời),
cá hô hấp bằng mang, lượng oxy trong
nước rất ít chỉ bằng 5 % lượng oxy trong không khí
• So sánh hàm lượng oxy hòa tan trong
nước với hàm lượng oxy trong không khí
IV So sánh ñờ i s ố ng c ủ a ñộ ng v ậ t d ướ i n ướ c
và trên c ạ n (tt)
• T ạ i ñ i ề u ki ệ n chu ẩ n (STP = standard
temperature and pressure) (nhi ệ ñộ là 0 o C
và áp su ấ t 760 mm Hg)
• 1 lít không khí t ươ ng ñươ ng v ớ i kh ố i l ượ ng
là 1.428 mg
• Không khí ch ứ a kho ả ng 20% hàm l ượ ng
oxy (20% O2= 285 mg O2/lít không khí
• T ạ i ñ i ề u ki ệ n chu ẩ n STP, 1 lít n ướ c b ả o hòa
không khí ch ứ a 14,6 mg O2ho ặ c 5.1% so
v ớ i không khí
•
IV So sánh ñờ i s ố ng c ủ a ñộ ng v ậ t d ướ i n ướ c
và trên c ạ n (tt)
• S hòa tan oxy vào trong n ướ c gi ả m khi nhi ệ ñộ c ủ a n ướ c t ă ng d ầ n N ướ c b ả o hòa oxy ch ứ a
• Nhi ệ ñộ Hàm l ượ ng oxy hòa tan
• 10 o C 11,3 mg O2/ L
• 20 o C 9,1 mg O2/ L
• 30 o C 7,5 mg O2/ L
• T ỉ l ệ oxy hòa tan trong n ướ c, 10 mg O2= 7
mL O2ở b ấ t k ỳ nhi ệ ñộ nào
•
IV So sánh ñời sống của ñộng vật dưới
nước và trên cạn (tt)
• Sự cân bằng các khí trong quá trình hô
h p ñều xảy ra trong môi trường nước
• Mang liên quan ñến quá trình vận
chuyển nước, ion và nhiệt
• Cá không ñạt ñược hô hấp tốt nhất vì
có sự kết hợp với vấn ñềñiều hòa áp
suất thẩm thấu (ASTT)
• Cá là ñộng vật biến nhiệ
IV So sánh ñời sống của ñộng vật dưới
nước và trên cạn (tt)
• Cơ quan nhạy cảm cũng tương tư như
ñộng vật trên cạn tuy nhiên sự cảm thụ trong nước của cá có một vài chi tiế
rất khác với ñộng vật trên cạn
• Tầm nhìn của cá trong nước khác với
ñộng vật trên cạ
• Sự thăng bằng cũng khác (liên quan
ñến thị giác)
Trang 5V Cơ chế bơi lội
• Liên quan ñến tiêu thụ năng lương và
sự co cơ
• Dòng chảy rất quan trọng ñến sự bơi
lội của cá (bình thường, thay ñổi nhỏ
của dòng chảy ảnh hưởng rất lớn ñến
sự bơi lội của cá)
• Khối lượng bằng nhau nhưng hình
d ng khác nhau sẽảnh hưởng ñến sự
tiêu thụ năng lượng cho bơi lội của cá
(thon dài, ngắn tròn)
V Cơ chế bơi lội (tt1)
• Cá bơi nhanh khi có nội tạng rắn chắc,
có chiều cao thân không quá 15 % chiều dài cơ thể và không có bóng hơi
• Những cá có phần ñầu to rộng sẽ gây xáo trộn nước trong khi bơi rất nhiều,
ảnh hưởng ñến tốc ñộ bơi của cá
• Những cá có phần rộng nhất càng xa
phần ñầu thì thuận lợi hơn
• Cá da trơn, cá tuyết, không bao giờ
bơi nhanh
V Cơ chế bơi lội (tt2)
• Diện tích tiếp xúc cũng ảnh hưởng rấ
lớn (cá có thân dẹp mỏng diện tích
tiếp xúc lớn, cá có thân tròn diện tích
tiếp xúc nhỏ)
• Vây to cũng làm gia tăng diện tích tiếp
xúc
• Gai cứng nhọn chiếu vuông gốc với
dòng chảy cũng làm giảm tốc ñộ bơi
của cá
V Cơ chế bơi lội (tt3)
• Sự xáo trộn và sự ma sát kết hợp
sẽ làm giảm tốc ñộ bơi của cá ở căn
b c 3, vì vậy nếu cá muốn gia tăng tốc
ñộ bơi gấp ñôi thì năng luợng tiêu hao
sẽ gia tăng lên gấp 5-6 lần
• Cá bơi lội bằng cách vận ñộng phần
ñuôi ra trước hoặc sau bởi sự co cơở
mỗi bên cơ thể
• Vây lưng hoặc là vây ngực cũng ñược
sử dụng trong khi bơi
V Cơ chế bơi lội (tt4)
• Sự dao dộng của vây ñuôi cho sự
chuyển ñộng về phía trước khác nhau
từ khoảng 80% cơ thể và 20% ởñuôi
ñối với những cá có hình dạng như
lươn ñến 20% cơ thể và 80% ñuôi cho
những loài như cá ngừ hoặc cá kiếm
Hầu hết các loài cá khác thì ở khoảng
giữa của những loài trên
V Cơ chế bơi lội (tt5)
• Vây ñuôi còn giúp cá giữ thăng bằng,
trường, bò, quay ñầu, dừng lại
Trang 6VI Thành phần cấu tạo cơ thể cá
1 Sơ lược về phân loại của cá
• Có khoảng 25 ngàn loài cá và có thể
dao ñộng trong các khóa phân loại
• Cá dữăn ñộng vật, bơi lôi nhanh nhẹn
tìm thức ă
• Cơñược cấu tạo bởi lượng lớn những
mô ñơn giản, cơ màu ñỏ sẩm liên quan
ñến sự bơi lội bình thường, cơ trắng
sử dụng cho bơi lôi vượt lên (phóng
nhanh khẩn cấp)
• Cơ quan nội tạng của cá hồi sắp xếp
chặt chẽ
• Hệ thống tiêu hóa ngắ
• Thận trước liên quan ñến sự tiết nội
tiết tố
• Thận mang sau liên quan ñến sư t o tế bào máu (không có tủy nhưñộng vậ
b c cao)
• Có thần kinh sọ và tất cả các thùy chuẩn ở vị trí bình thường và nằm hoàn toàn trong hợp sọ
2 Khối lượng các cơ quan trong cơ thể cá
• Cơ quan Khối lượng tươi
(%) so với khối lượng cơ thể Gan 1,22
Tụy 0,13
Ruộta 4,69
Tim 1,22
Bóng hơi 0,22
Thận 0,86
• Cơ quan Khối lượng tươi
(%) so với khối lượng cơ thể
Cơ 55,8
Da 8,68
Xươngb 13.5 Mang, cung mang 2,76
ðầu 11,83
Tổng cộng 99,91c
• aBao gồm cả phần mỡ xung quanh ruột
• bBao gồm xương sống, và vây kết hợp với
xương, và cả xương ñầu
• cCá này ñược thu và trử trong tủñông 2 ngày
trước khi mỗ các cơ quan ñể cân Khối lượng
của các cơ quan thường chiếm khoảng
90-95% khối lượng tổng của cơ thể do sự bay
hơi trong quá trình giải phẩn cũng như mấ
lượng máu ở hệ tuần hoàn, tụy và tim
• Sự bốc hơi xảy ra ở da và vây Tuy nhiên,
khối lượng của các cơ quan cũng ñạt gần
100%
VII Thành phần cấu tạo cơ thể và thể
dịch
• Thành phần trong cơ thể cá tương tự
như thành phần cấu tạo của ñộng vậ
sống trên cạn, tuy nhiên cũng có mộ
số khác
• Hàm lượng lipid trong cơ cá hồi tương
ñối cao khoảng 40% (tính trên khối
lượng), cơ cá hồi coho trước khi di cư
và chỉ còn 1 %, thấp nhất sau khi ñẽ
Trang 7• Có sự thay ñổi lớn về thành phần nước
trong cơ thể
• Thí dụ, cá hồi rainbow trout, có thể cho
khoảng 5 % dung dịch muối vào cơ thể, nó
chiếm khoảng 6 % khối lượng cơ thể trong
vòng 2 phút
• Thể dịch trong cơ thể cũng giống nhưñộng
vật trên cạn, thể tích máu cá thấp
• Những loài cá có thể tích máu thấp thường
là những loài hoạ ñộng chậm chạp, ngược
lại những loài hoạ ñộng nhanh nhẹn thường
có thể tích máu cao hơn
• Thành phần máu cá ít ñược nghiên cứu cũng
như thể dịch trong cơ thể ít ñược biế ñến
• Sự chuyển ñộng của thành phần ion ngang qua bề mặt cơ thể, muôi mấ ñi hay vào cơ
thể bằng cơ chế chưa ñược nghiên cứu nhiều
