藻类植物
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藻类植物 Algae具有叶绿素、能进行光合作用、营光能自养型生活的无根茎叶分化、无维管束、无胚的叶状体植物,又称原植体植物,一般生长在水体中。
藻类植物有两个特点:
①藻体各式各样,氧气,藻类植物无根茎叶的分化,因而实际上藻体就是一个简单的叶,也因此,藻类植物的藻体统称为叶状体;
②它们的有性生殖器官一般都为单细胞,有的可以是多细胞的,但缺少一层包围的营养细胞,所有细胞都直接参与生殖作用。
藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强,在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方。从热带到两极,从积雪的高山到温热的泉水,从潮湿的地面到不很深的土壤内,几乎到处都有藻类分布。
除轮藻门外的各门藻类都有海生种类。根据生态特点,一般分藻类植物为浮游藻类、飘浮藻类和底栖藻类。有的藻类,如
藻类植物体大小悬殊,最小的直径只有1~2微米,肉眼见不到,而最大的长达60多米;形态相差很大,有单细胞、群体和多细胞。群体各体由许多单细胞个体群集而成。多细胞个体有丝状体、囊状体和皮壳状体等,也有类似根、茎、叶的外形,但不具备高等植物那样的内部构造和功能。 生殖器官多数由单细胞构成。合子不在母体内发育成胚。主要生活在水里,也有的生活在潮湿的岩石、树干、土壤表面或内部。能在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成的新基质上存活,是新生活区的先锋植物之一。
色素和光合作用藻类植物细胞含有各式各样的色素,而不同的色素组成标志着进化的不同方向,是分门的主要依据。 但所有的藻类都含有叶绿素a和光合作用系统Ⅱ并能利用水作为氢的供体,在光合作用中释放出氧气。现大气中的游离氧气主要是光合作用的产物,其中大半是藻类所产生。
藻类的色素主要有4类:
叶绿素、藻胆蛋白、胡萝卜素和
藻类植物的生殖有营养体生殖、无性生殖和有性生殖。营养体生殖方法很多,有特殊的营养枝,如黑顶藻的繁殖枝,掉地后则独立生长为新的个体;有依靠假根的繁殖方式,如海扇藻;也有依靠盘状幼体以度夏或度冬。无性生殖主要依靠游孢子,这些一般具有1~4根鞭毛,叶绿体和眼点,没有细胞壁,有自由游动的能力;缺少鞭毛因而没有游动能力的孢子也不少,如蓝藻门的内孢子,红藻门的四分孢子,绿藻门的厚壁孢子等。
有性生殖依靠配子,可以是同配或异配。同配由形状大小一样的配子相互接近,融合形成厚壁的合子,而异配则由大小不同,甚至形状不一样的配子融合形成合子。卵配是一种异配,其雌性细胞较大,一般不能游动,而其雄性细胞较小,有两根鞭毛,能自由游动。红藻的卵配尤其特殊,卵囊称果胞,为一瓶状构造,卵在瓶底,瓶颈即受精丝,而精子在精子囊内,不能游动,随水漂流,遇于受精丝则粘着上,精子破囊而出,顺着受精丝进入果胞与卵子结合成为合子,后者立即发育成为一个双倍体的果孢子体,寄生在雌性个体上。果孢子体成熟产生果孢子,发育则成为独立的孢子体。蓝藻无有性生殖现象。
藻类植物约有3万种,主要分布于淡水或海水中,分为淡水藻类和海洋藻类两种,包括蓝藻门Cyanophyta、裸藻门Euglenophyta、甲藻门Pyrrophyta、金藻门Chrysophyta、黄藻门Xanthophyta、硅藻门Bacillariophyta、绿藻门Chlorophyta、红藻门Rhodophyta、褐藻门phaeophyta。体型多样,有单细胞、群体(由许多单细胞聚集而成,细胞没有紧密的生理联系)、多细胞的丝状体及叶状体;高等种类已有简单的组织分化。
原核藻类细胞为原核细胞,主要是蓝藻门Cyanophyta,有时被提升为一界,即蓝藻界(蓝菌界)Cyanobacteria kingdom。单细胞个体或群体,或为细胞成串排列组成藻丝(细胞列)的丝状体,不分枝、假分枝或真分枝。具核质,无核膜;色质区主要由类囊体及其有关结构,藻胆体和糖原颗粒等所组成,具叶绿素a、藻胆素、胡萝卜素、类胡萝卜素等光合色素,但无叶绿体膜,不形成叶绿体;具细胞壁。
蓝藻门简单的藻类植物,约1500种,分布很广,多生于淡水。植物体有单细胞、群体或丝状体。细胞无真正的细胞核,原生质体分化为周质和中心质两部分。周质位于细胞壁内侧,含叶绿素a和藻蓝素(藻胆素),所以一般呈蓝绿色,但无载色体;中心质相罚当于细胞核的位置,不具核膜和核仁,但具有DNA,称原核。细胞核分为内外两层,内层由纤维素构成,外层是果胶质组成的
藻类在经济上的重要性主要表现在:
①藻类通过光合作用固定无机碳,使之转化为碳水化合物,从而为水域生产力提供基础。海洋浮游藻的总生产力估计每年为31×109吨碳。在食物链的转换中,1千克鱼肉约需100~1000千克浮游藻,因此浮游藻类资源丰富的海区,都是世界著名渔场所在地,而浮游藻类的产量就成为估算海洋生产力的指标。
②在池塘鱼类养殖中一般根据水色判断水质,而水色是由藻类的优势种及其繁殖程度决定的。如血红眼虫藻占优势种时表现红色水华,说明水质贫瘦;衣藻占优势时呈墨绿色水华且有粘性水泡,表示水质肥沃;微囊藻与颤藻、鱼腥藻占优势时池水呈铜锈色纱絮状水华,味臭有害于鱼;蓝裸甲藻占优势形成的蓝色水华是养殖鲢、鳙、鲤、鲫、非鲫高产鱼池的典型水质之一,但繁殖过盛也会使水质恶化造成鱼类泛池。此外,扁藻、杜氏藻、小球藻等单细胞藻类蛋白质含量较高,是贝类、虾类和海参类养殖的重要天然饵料。
③固氮蓝藻是地球上提供化合氮的重要生物,也是可利用的重要生物氮肥资源。现已知固氮蓝藻有120多种,在每公顷水稻田中固氮量达16~89千克。
④褐藻门的海带、裙带菜,红藻门的紫菜,蓝藻门的发菜,绿藻门的石莼和浒苔等都是重要的食用藻类。
⑤藻类在工业上的用途主要是提供各种藻胶。褐藻门的海带、昆布、裙带菜、鹿角菜、羊栖菜等除供食用外,可作为提碘、甘露醇及褐藻胶的原料。巨藻、泡叶藻及其他马尾藻也可作为提取褐藻胶的原料。褐藻胶在食品、造纸、化工、纺织工业上用途广泛。从石花菜、江蓠、仙菜等可提取琼胶用作医药、化学工业的原料和微生物学研究的培养剂。从红藻门的角叉藻、麒麟菜、杉藻、沙菜、银杏藻、叉枝藻、蜈蚣藻、海萝和伊谷草等藻类中,可提取在食品工业上有广泛用途的卡拉胶。
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