生命科学基础

藻类植物的多样性藻类植物一般都具有进行光合作用的色素，能利用光能把无机物合成有机物，供自身需要，是能独立生活的一类自养原植体植物（autotrophic thallophyte）。

藻类植物体在形态上是千差万别的，小的只有几微米，必须在显微镜下才能见到；体形较大的肉眼可见，最大的体长可达60 米以上，藻体结构也比较复杂，分化为多种组织，如生长于太平洋中的巨藻（Macrocys-tis）。

尽管藻体有大的、小的、简单的、复杂的区别，但是，它们基本上是没有根、茎、叶分化的原植体植物。

生殖器官多数是单细胞，虽然有些高等藻类的生殖器官是多细胞的，但生殖器官中的每个细胞都直接参加生殖作用，形成孢子或配子，其外围也无不孕细胞层包围。

藻类植物的合子不发育成多细胞的胚。

有少数低等藻类是异养的或暂时是异养的，这可根据它们的细胞构造和贮藏的营养物质，与异养原植体植物（heterotrophic thallophyte）——真菌分开。

藻类在自然界中几乎到处都有分布，主要是生长在水中（淡水或海水）。

但在潮湿的岩石上、墙壁和树干上、土壤表面和下层，也都有它们的分布。

在水中生活的藻类，有的浮游于水中，也有的固着于水中岩石上或附着于其他植物体上。

藻类植物对环境条件要求不高，适应环境能力强，可以在营养贫乏，光照强度微弱的环境中生长。

在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成的新鲜无机质上，它们是最先的居住者，是新生活区的先锋植物之一。

有些海藻可以在100米深的海底生活，有些藻类能在零下数十度的南北极或终年积雪的高山上生活，有些蓝藻能在高达85℃的温泉中生活。

有的藻类能与真菌共生，形成共生复合体（如地衣）。

藻类植物是一群古老的植物。

化石记录，大约在35—33亿年前，在地球上的水体中，首先出现了原核蓝藻。

在15亿年前，已有和现代藻类相似的有机体存在。

从现代藻类的形态、构造、生理等方面，也反映出藻类是一群最原始的植物，已知在地球上大约有3 万余种藻类。

根据它们的形态，细胞核的构造和细胞壁的成分，载色体（chromatophore）的结构及所含色素的种类，贮藏营养物质的类别，鞭毛的有无、数目、着生位置和类型，生殖方式及生活史类型等，一般将它们分为8个门，即蓝藻门、裸藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、绿藻门，红藻门。

一、蓝藻门（Cyanophyta）（一）单细胞或群体类型的代表1.色球藻属（Chroococcus）属于色球藻目。

植物体为单细胞或群体。

单细胞时，细胞为球形，外被固体胶质鞘。

群体是由两代或多代的子细胞在一起形成的。

每个细胞都有个体胶质鞘，同时还有群体胶质鞘包围着。

细胞呈半球形，或四分体形，在细胞相接处平直。

胶质鞘透明无色，浮游生活于湖泊、池塘、水沟，有时也生活在湿地上、树干上或滴水的岩石上。

2.微囊藻属（Microcystis）属于色球藻目。

植物体是球形、不规则形或具有很多穿孔的浮游性群体。

群体细胞很多，均匀地分布在无结构的基质中。

细胞球形，多数具有气泡。

细胞向3 个方向进行分裂。

微囊藻分泌一种能抑制其他藻类生长的物质，有些种类还可以产生一种叫做“致死因子”的毒素，能毒害摄食藻类的动物。

夏季在营养丰富的水中大量繁殖，形成水华，危害水生动物。

色球藻目中除上述两属外，常见的还有粘球藻属（Gloeocapsa）、粘杆藻属（Gloeothece）、平裂藻属（Merismopedia）和腔球藻属（Coelosphaerium）3.管孢藻属（Chamaesiphon）属于管孢藻目。

植物体单细胞，长杆形，有极性分化，以基部附着于水生的被子植物、苔藓植物、藻类植物或其他植物体上。

细胞以产生外生孢子进行生殖。

管孢藻目中常见的还有皮果藻属（Dermocarpa），以内生孢子进行生殖。

二、裸藻门（Euglenophyta）（一）裸藻属（Euglena）属于裸藻目。

细胞纺锤形、长纺锤形或圆柱形，前端宽而钝圆，后端锐，无甲鞘。

周质体的弹性大小，因种而异。

有两根鞭毛，1 根由储蓄泡底部经过胞咽和胞口伸出，第二根鞭毛退化，保留在储蓄泡内。

细胞核大，圆形。

细胞内有许多载色体，分布近于原生质体表面，称这位载色体。

少数种的载色体是中轴位，一般为星状，数目较少，只1—2 个。

本属约155种，分布全世界，主要生活于含有机质的淡水中，如池塘、水沟等，半咸水中也有，只有 1种裸藻（E.marina）为海生。

棵藻目中常见的还有扁裸藻属（Phacus）和囊裸藻属（Trachelomonas）。

扁裸藻和裸藻显著的区别，在于藻体是侧扁的。

囊裸藻的细胞外面有 1个囊壳。

（二）柄裸藻属（胶柄藻属）（Colacium）属于柄裸藻目。

细胞有壁，无鞭毛，以细胞前端的胶质柄附着于轮虫、枝角类的浮游动物体上。

因此，眼点和储蓄泡都在下端。

细胞构造和裸藻属相似。

细胞分裂时，子细胞自己分泌出 1个胶质柄，不脱离母体，仍留在母细胞柄上，集合成 1个群体。

细胞可以从母体上脱出，发育成单鞭毛的游动细胞，作暂短游动之后，失去鞭毛，分泌出细胞壁和胶质柄，附着于 1个新的动物体上。

三、甲藻门（Pyrrophyta）（一）多甲藻属（Peridinium）属于横裂甲藻纲多甲藻目。

藻体单细胞、椭圆形、卵形或多角形。

背腹扁，背面稍凸，腹面平或凹入，纵沟和横沟明显，细胞壁有多块板片组成。

载色体多数，粒状，周生，黄褐色、黄绿色或褐红色。

有的种类具蛋白核。

细胞核大，1 个。

贮藏食物是淀粉或油。

细胞以斜向纵裂进行繁殖，或形成厚壁休眠孢子，少数种类有有性生殖。

本属约有 200种，海产种类较多，淡水产较少。

（二）角藻属（Ceratium）属横裂甲藻纲多甲藻目。

植物体单细胞，不对称形，顶端有板片突出形成的长角，底部有2—3 个短角。

载色体多数，橙黄色，细胞核 1个，有眼点。

细胞以斜向纵裂方式繁殖，在营养期末形成厚壁休眠孢子。

本属约80种，主要为海产、少数生活于淡水。

四、金藻门（Chrysophyta）（一）黄群藻属（合尾藻属）（Synura）属于金胞藻目。

植物体是球形或椭圆形能运动的群体。

群体细胞在中央以胶质互相粘附。

细胞无壁，有原生质分泌的果胶质膜，膜上镶嵌有硅质小鳞片，小鳞片覆瓦状螺旋排列，鳞片表面有刻纹或硬刺，是种的特征。

细胞内有两块载色体，前端有两条不等长鞭毛。

细胞分裂时果胶质膜也分裂。

黄群藻属约有10种。

在小池塘和人工贮水池中生活，于晚秋、早春或冬季可大量出现。

（二）锥囊藻属（钟罩藻属）（Dinobryon）属金胞藻目。

植物体单细胞或联成树状群体。

细胞着生于纤维素质的钟形囊壳中。

细胞内有2 载色体，眼点明显，顶端有两条不等长鞭毛，群体运动不灵活。

通常进行营养繁殖，有性生殖是同配。

锥囊藻属约有17个种。

多数浮游生活于贫营养的淡水中，水中有机质多时就消失，有的种也生活在酸性泥炭水体中。

已知有两个种是海产。

五、黄藻门（Xanthophyta）（一）黄丝藻属（Tribonema）属于异丝藻目。

植物体是单列细胞构成的不分枝的丝状体，幼时以一端固着生活。

细胞圆柱形或腰鼓形，长为宽的2—5倍。

细胞壁由两个 “H”形半片套合而成。

细胞核一个。

载色体 1至多数，边位，盘状、片状或带状。

无蛋白核。

贮藏食物为油滴和粒状金藻昆布糖。

无性生殖产生游动孢子，有性生殖为同配。

本属约有22 个种，淡水产，是早春和晚秋常见的藻类，在较温暖的地方冬季也出现。

（二）气球藻属（Botrydium）属气球藻目。

植物体是单细胞的多核体。

生于潮湿土壤上。

细胞上部球形、倒卵形或为分叶的囊状体，黄绿色或淡绿色，露出土壤表面，为肉眼可见；下部是分枝的假根，伸入土壤中。

细胞壁由纤维素和果胶混合构成。

壁内有1薄层原生质，中央有 1大液泡，原生质内有无数个细胞核和多数盘状载色体。

无性生殖产生游动孢子、不动孢子和多核孢子。

在有水的环境下，细胞内产生大量单核的游动孢子，由母体顶部形成 1 穿孔放出，固着潮湿的土壤上发育成新个体。

在干燥的条件下或植物生长的末期，全部原生质都流入假根，然后原生质分成很多块，每块含有很多核，外面分泌出厚壁，形成多核厚壁孢子，度过不良环境。

环境好转时，多核孢子萌发形成许多单核游动孢子，发育成新植物体。

有性生殖是同配或异配。

本属约有 7个种，全部为气生藻类，生于潮湿土壤表面，如水边或稻埂上。

六、硅藻门（Bacillariophyta）（一）小环藻属（Cyllotella）属中心硅藻纲圆筛藻目。

植物体单细胞，有些种以壳面互相连接成带状群体。

细胞圆盘形或鼓形。

壳面圆形，少数种椭圆形，边缘部有辐射状排列的线纹和孔纹，中央平滑或具颗粒。

带面平滑没有间生带。

载色体多个，小盘状。

以细胞分裂进行繁殖，每个细胞产生 1个复大孢子。

本属硅藻约40 种，是海产或淡水产的浮游藻类，也有的种生长于土壤中，早春大量出现。

（二）羽纹硅藻属（Pinnularia）属于羽纹硅藻纲双壳缝目。

植物体单细胞或接成丝状群体。

壳面线状、椭圆形至披针形两侧平行，极少数种两侧中部膨大、或成对称的波状。

壳面两侧具横的平行的肋纹，中轴区宽有时超过壳面宽度的1/3，常在中央节和极节处增宽。

带面观长方形、无间生带。

色素体两块片状，位于细胞带面两侧，常各具 1蛋白核。

本属约 200种，淡水和海水中均有分布。

七、绿藻门（Chlorophyta）（一）衣藻属（Chlamydomonas）衣藻属是团藻目内单细胞类型中的常见植物。

植物体是单细胞，卵形、椭圆形或圆形。

体前端有两条顶生鞭毛，有些种在鞭毛着生处有乳头状突起，有的则无，鞭毛是衣藻在水中的运动器官。

细胞壁分两层，内层是纤维素的，外层是由果胶质包着。

多数种的载色体，其形状如厚底杯形，在基部有 1个明显的蛋白核。

载色体也有片状的、H 形的或星芒状的。

细胞中央有 1 个细胞核。

鞭毛基部有两个伸缩泡，伸缩泡是突然收缩的，一般认为是排泄器官。

眼点橙红色，位于体前端载色体膜与光合片层之间，由 1层或数层油滴构成，油滴中含有类胡萝卜素。

无性生殖衣藻经常在夜间进行无性生殖。

生殖时藻体通常静止，鞭毛收缩或脱落变成游动孢子囊。

细胞核先分裂，形成 4 个子核，有些种分裂 3 —4 次，形成8—16个子核。

随后细胞质纵裂，形成2、4、8 或16个子原生质体，每个子原生质体分泌 1层细胞壁，并生出两条鞭毛，子细胞由于母细胞壁胶化破裂而放出，长成新的植物体。

在某些环境下，如在潮湿的土壤上，原生质体再三分裂，产生数十、数百至数千个没有鞭毛的子细胞，埋在胶化的母细胞壁中，形成一个不定群体（palmella）。

当环境适宜时，每个子细胞生出两条鞭毛，从胶质中放出。

有性生殖衣藻进行无性生殖多代后，再进行有性生殖。

多数种的有性生殖为同配，生殖时，细胞内的原生质体经过分裂，形成32—64个小细胞，称配子。

配子在形态上和游动孢子无大差别，只是比游动孢子小。