01藻类概述

第一篇浮游植物phytoplankton植物界-进化系统：低等植物（lowerplant):又称叶状体植物细菌、藻类、黏菌、真菌、地衣高等植物(higherplant):又称茎叶体植物苔藓、蕨类和种子植物生活环境：陆生植物（terrestrialplant）水生植物（hydrophyte）包括从低等的细菌、藻类到高等的种子植物浮游植物（phytoplankton）浮游植物（phytoplankton）是一个生态学概念，是指在水中营浮游生活的微小植物，通常浮游植物就是指浮游藻类，主要包括蓝藻门、硅藻门、金藻门、黄藻门、甲藻门、隐藻门、裸藻门和绿藻门，而不包括细菌和其它植物。浮游植物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，是水域初级生产者，又是水体中重要的生物环境，也是水中溶解氧的主要来源。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。第一章藻类概述藻类植物体形态多样，结构、繁殖方法简单，藻体个体数的增长非常快速，分布十分广泛，各种水域中均有。“水华”(waterbloom)：在小水体和浅水湖泊中藻类大量繁殖，使水体呈现色彩的现象。“赤潮”（redtide）：海水中的某种或多种藻类在一定条件下爆发性繁殖或高度聚集的现象。一、藻类主要特征二、形态构造三、体制四、藻类繁殖方式五、藻类的生活史六、分类七、生态分布和意义一、藻类主要特征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，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。总之，藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。二、形态构造藻类细胞的形态多种多样：球形、椭圆形、卵圆形、多角形、三角形、圆筒形、圆柱形、纺锤形、纤维形、棒形、弓形、新月形等。藻体细胞结构都可分化为细胞壁和原生质体两部分。后者包括细胞质和细胞核，原生质内有色素或色素体、蛋白核、同化产物等。1.细胞壁细胞壁的有、无，化学成分和构造，各门类不尽相同裸藻、隐藻，少数甲藻和金藻无细胞壁绿藻门的主要由纤维素和果胶质(pectin)组成硅藻的主要成分为SiO2.nH2O红藻、褐藻等主要成分为纤维素和藻胶phycoeolloid无细胞壁的种类有以下几种类型：体全裸露，表层不特化为周质体(Perplast，也叫表质)，细胞可变形。藻体表层特化成为坚韧有弹性的周质体，藻体形态较稳定。周质体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，有的硅质板上还有刺。某些藻类还具特殊的细胞壁状的构造——囊壳(Iorica)。囊壳中常有钙或铁化合物的沉积，呈黄色、棕色甚至棕红色。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重要意义。周质体囊壳2.细胞核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，少数种类具有多个细胞核。细胞核具有核膜（nuclearmembrane），内含核仁（nucleolus）和染色质（chromatin），这种细胞核叫真核（eukarya）。这类生物因而被称为真核生物（eukaryote）。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）和藻胆素（phycobelin）。各门藻类因所含色素不同，因此藻体呈现的颜色也不同，如绿藻门为鲜绿色、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（称轴生）或位于周边，靠近周质或细胞壁（称周生）。4.同化产物由于各门藻类的色素成分与比例不同，所以光合作用同化产物也不相同。蓝藻门－蓝藻淀粉褐藻门－褐藻淀粉＋甘露醇黄藻门＋硅藻门－以脂肪为主裸藻门－副淀粉甲藻门－淀粉或淀粉状化合物绿藻门－淀粉红藻门－红藻淀粉金藻门－金藻糖(白糖素)＋脂肪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。5.蛋白核(pyrenoid)蛋白核是绿藻、隐藻等藻类中常有一种细胞器，由蛋白质核心＋淀粉鞘（starchsheath）组成。与淀粉形成有关，又称之为造粉核。6.鞭毛（flagellum）运动胞器。除蓝藻和红藻外，其余各门藻类营养细胞和生殖细胞均具鞭毛或仅生殖期具鞭毛的种类。7.眼点eyespot：具鞭毛能运动的藻细胞，常具一个橘红色，球形或椭圆形的眼点，位于细胞前端，具感光作用。三、体制1、单细胞类型2、群体类型植物体由若干形态上、功能上相同的细胞组成3、丝状体类型组成植物体的细胞向一个方向分裂所形成的细胞列，分枝或不分枝4、异丝体类型由直立枝和匍匐枝组成。5、管状体类型植物体增大，含有许多细胞核，且只有在形成生殖器官时才产生隔壁与植物体营养部分隔开，平常植物体不会产生隔壁浒苔6、膜状体类型细胞向多方向分裂形成膜状7、假薄壁组织类型由丝状体彼此紧贴形成假薄壁组织状四、藻类繁殖方式其繁殖方式可分为3种：营养繁殖（vegetativereproduction）无性繁殖(asexualpropagation)有性繁殖(sexualpropagation)（一）营养繁殖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。这种繁殖方法也和细胞分裂相似，在环境良好时，数量的增加也很迅速。养料充足、温度适合环常见的方式：※细胞分裂：单细胞藻类※群体破碎：群体※藻丝体断裂：丝状体（二）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，一个孢子可长成为一个新的植物体。孢子类型：动(游泳)孢子，不动（静）孢子，似亲孢子，休眠孢子，厚壁（垣）孢子，内生孢子，外生孢子等。1.动孢子：细胞裸露，有鞭毛，能运动。2.不动孢子：有细胞壁，无鞭毛，不能运动。【似亲孢子】形态构造上和母细胞相似的不动孢子3.休眠孢子：单细胞运动个体在环境不良时脱去鞭毛，原生质收缩，细胞壁外分泌胶质形成。4.厚壁孢子:在丝状体上产生的休眠孢子，通常在丝状体上单独形成，也有几个相连的细胞发育而成为一串的，它可着生丝状体的基部、中间、或两端等，随种类而异。厚壁孢子在寒冷或干燥时，除本身细胞壁外，还产生三层宽厚的包被，且孢子的原生质充满着各种贮存物，在环境适宜时萌发成新个体。(三)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。配子形成合子，有四种类型：※同配生殖：雌雄配子形态、大小相同※异配生殖：雌雄配子形态相似而大小不同※卵配生殖：卵大，不能动；精子小，能动※接合生殖：2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。五、藻类的生活史生活史（生活周期）：指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。藻类生活史分4种类型：※营养生殖型：生活史中仅有营养生殖※无性生殖型：生活史中没有有性生殖※有性生殖型：单相型—营养体是单倍体，仅合子是双倍体双相型—只有一个双倍体，只行有性生殖※无性和有性生殖混合型：无世代交替，有世代交替a.营养生殖－蓝藻、裸藻等单细胞藻类b.无性生殖－小球藻、栅藻等c.植物为单相型的有性生殖－水绵、轮藻d.植物为双相型的有性生殖－绿藻门（管藻目）、硅藻、褐藻门（鹿角藻目）e.无世代交替的无性、有性生殖混合型－衣藻、团藻、丝藻等f.有世代交替的无性、有性生殖混合型－石莼、刚毛藻、海带、裙带菜等六、分类藻类Algae，林奈Linnaeus，拉丁文Algea。隐花植物纲Cryptogamia，藻类目Algea。又称裂殖植物、孢子植物等名称。藻类学家一般将藻类共分11个门，其顺序如下：1．蓝藻门Cyanophyta2．金藻门Chrysophyta3．黄藻门Xanthophyta4．硅藻门Bacillariophyta5．甲藻门Pyrrophyta6.隐藻门Cryptophyta7．裸藻门Euglenophyta8．绿藻门Chlorophyta9．轮藻门Charophyta10．褐藻门Fhaeophyta11．红藻门Rhodophyta七、藻类的生态分布与意义（一）藻类的分布特点（二）藻类与人类生活的关系（一）藻类的分布特点1.藻类在地球上的分布很广，主要生活在水体中。藻类主要营自养自由生活，有的则营共生或寄生生活。就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。2.温度对藻类的分布具有重要影响。海藻的分布主要是以对温度的要求来决定的。淡水藻类对水温的适应性也各异，3.藻类可分布于海水、淡水和内陆盐水中，对盐度有很强的适应能力。（世代时间极短；藻类细胞还能较迅速地合成多元醇或其衍生物、糖或多糖和某种氨基酸等渗透调节物）1、浮游藻类个体小，种类、数量多，包括藻类绝大部分海洋：硅藻、甲藻、蓝藻（超微藻类），初级生产力，海洋牧草淡水：蓝藻、硅藻、绿藻门多。裸藻、隐藻、甲藻少但常见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。各种水体浮游藻类的种类组成、数量变动，可随环境条件和时间，而有明显地季节变化，也可受人类干扰而变化。水华(waterbloom)和赤潮（redtide）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。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。3、流水中的藻类（二）藻类与人类生活的关系1.藻类的渔业和工农业价值2.藻类可作为水污染的指示生物3.藻类的医药和食用价值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。复习思考题1.解释：水华，赤潮，囊壳，蛋白核。2.何谓藻类？藻类包括那些类群？3.藻类的色素组成的特点是什么？4.简述各门藻类同化产物的类型、特点和加碘染色后特征。5.简述藻类生活史类型及其特点。6.试述藻类与人类生活的关系。