水生化学 藻类概述

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1、藻类藻类食品食品 藻类对于医学和农业也有很密切的关系。 有的直接作为药用，例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜（Sargassum fusiforme）等，都有防治甲状腺肿大的功效。 红藻中的鹧鸪菜（Caloglos-sa leprieurii）和海人草（Digenea simplex）可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用。 1971年的某一天早晨，年的某一天早晨，日本濑户内海的渔民正要日本濑户内海的渔民正要出海打鱼，忽然发现了一出海打鱼，忽然发现了一种奇妙的景象：海水在一种奇妙的景象：海水在一夜之间由蔚蓝色变成了赤夜之间由蔚蓝色变成了赤红色，好

2、像是在海湾上铺红色，好像是在海湾上铺了一块硕大无比的红地毯，了一块硕大无比的红地毯，一时间，消息不胫而走，一时间，消息不胫而走，附近的人们都来观看这闻附近的人们都来观看这闻所未闻的奇景，有的人还所未闻的奇景，有的人还赞不绝口，为自己大开眼赞不绝口，为自己大开眼界而高兴。界而高兴。 殊不知，这并殊不知，这并不是什么奇景，不是什么奇景，而是一场灾难。而是一场灾难。没过多久，海风没过多久，海风带来阵阵难闻的带来阵阵难闻的恶臭，死鱼大批恶臭，死鱼大批漂向岸边，这时，漂向岸边，这时，渔民们才恍然大渔民们才恍然大悟：啊呀，我们悟：啊呀，我们的生计完了！的生计完了！ 藻类藻类赤潮赤潮 早在公元早在公元732

3、年年,日本便记录了赤潮现象日本便记录了赤潮现象. 20世世纪以来，赤潮发生的次数逐年增多，如日本纪以来，赤潮发生的次数逐年增多，如日本濑户内海在濑户内海在1955年以前的几十年期间，赤潮年以前的几十年期间，赤潮只出现只出现5次，次，1955-1976年竟多达年竟多达326次。次。 赤潮在中国的情况1998年年 ,渤海，赤潮面积约渤海，赤潮面积约5000平方公里，范围遍及辽平方公里，范围遍及辽东湾，造成经济损失约东湾，造成经济损失约5亿亿元元 2000年，长江口舟山海年，长江口舟山海域，特大赤潮面积域，特大赤潮面积7000多平方公里多平方公里 1998年，粤港海域年，粤港海域,赤潮面赤潮面积自香

4、港西贡海面到长州积自香港西贡海面到长州等特大面积造成大量鱼苗等特大面积造成大量鱼苗及养殖鱼死亡及养殖鱼死亡, 其中包括名其中包括名贵鱼种石斑鱼等贵鱼种石斑鱼等,共损失达共损失达3.5亿元亿元 近年危害较严重的赤潮事件近年危害较严重的赤潮事件 滇池，从1985年至今，年年出现蓝藻异常暴发，不仅失去了原有的美学价值，而且还成为威胁人们健康的污染源蓝藻大量繁殖，湖水如绿油漆一般蓝藻大量繁殖，湖水如绿油漆一般 绿浪翻滚，远处是著名的睡美人西山绿浪翻滚，远处是著名的睡美人西山 藻类藻类水华！水华！云南滇池大规模云南滇池大规模爆发蓝藻爆发蓝藻生灵涂炭生灵涂炭2007年年6月月13日日,安徽巢湖居安徽巢湖居

5、巢区一位农民正在将湖中巢区一位农民正在将湖中的蓝藻当作肥料打捞上来。的蓝藻当作肥料打捞上来。前几日，由于降雨，温度前几日，由于降雨，温度偏低，巢湖东半湖出现的偏低，巢湖东半湖出现的局部蓝藻逐渐消退，但随局部蓝藻逐渐消退，但随着气温的升高，蓝藻又开着气温的升高，蓝藻又开始始“复苏复苏”，将湖岸线染，将湖岸线染成绿色，并发出腥臭味。成绿色，并发出腥臭味。 安徽巢湖蓝藻爆发蓝藻水样与饮用水对比蓝藻水样与饮用水对比 湖面上聚积了大量蓝藻湖面上聚积了大量蓝藻 太湖无锡蓝藻事件 无锡蓝藻事件，引发自来水严重污染，市区纯净水被哄抢，政府虽及时采取措施，但对生活、生产和旅游产生了巨大影响!第一章 藻类 （Al

6、gae）*一、藻类的定义及其特征一、藻类的定义及其特征1、定义：、定义： 是一群具有叶绿素，营自养生活；没有真正的根、茎、叶分化；以单细胞的孢子或合子进行繁殖的低等植物。 2、特征、特征（1）一般个体微小，形态结构简单（2）具有叶绿素，能吸收光能和营养盐类进行光合作用制造有机物质（3）没有真正的根、茎、叶或没有真正的根、茎、叶分化（4）生殖器官简单，孢子或合子为单细胞，不开花结果。 二、按生活习性二、按生活习性划分藻类划分藻类 1、浮游藻类浮游藻类：生活在水层中，营浮游生活，又叫浮游植物（Phytoplankton）。当环境条件适宜，营养物质丰富，藻类大量繁殖，使水呈现鲜明色彩，这一现象在淡水

7、中称“水华水华”，在海水中称“赤潮赤潮”。2、着生藻类着生藻类：指营固着或附着生活的藻类3、流水生藻类流水生藻类：由底栖和浮游藻类组成，它们能在急流中生活和繁殖。 三、分布三、分布 悬浮于水中，漂浮于水面上，或着生于其它物体上。 从炎热的赤道至千年冰封的极地。 无论是江河、湖海，水库、沟渠、塘堰，各种临时性积水，或潮湿地表、墙壁、树干、岩石、沙漠及积雪上都有藻类分布，并与其它生物共生。 在潮湿、光线能达的地方都有它们的踪迹，它们营自由生活、共生或寄生。 蓝藻门蓝藻门Cyanophyta硅藻门硅藻门Bacillariophyta金藻门金藻门Chrysophyta 黄藻门黄藻门Xanthophyt

8、a四、分类：四、分类：共共11门，淡水门，淡水9门门 甲藻门甲藻门Pyrrophyta 隐藻门隐藻门Cryptophyta裸藻门裸藻门Euglenophyta绿藻门绿藻门Chlorophyta轮藻门轮藻门Charophyta 1(2) 细胞无色素体，色素分散在原生质中。贮存物质以蓝藻淀粉为主蓝 藻门Cyanophyta2(1) 细胞具色素体。贮存物质为淀粉或脂肪或其它物质。3(4) 细胞壁由上下两个硅质壳套合组成。壳面具有辐射排列或左右对称排列的花纹硅藻门Baccillariophyta4(3) 细胞壁不由上下两个硅质壳套合组成。5(8) 营养细胞或动泡子具横沟和纵沟，或仅具纵沟。6(7) 无

9、细胞壁或细胞壁由一定数目的纤维质板片组成 甲藻门Pyrrophyta7(6) 无细胞壁或细胞壁不具纤维质板片 隐藻门cryptophyta8(5) 营养细胞或动孢子不具横沟和纵沟。9(14) 色素体绿色，罕见灰色或无色。贮存物质为淀粉或副淀粉。10(11) 植物体大型，分枝，规则地分化成节和节间轮藻门Charophyta11(10) 植物体为单细胞、群体、多细胞的丝状体或叶状体，无节和节间的分化。12(13) 植物体多为单细胞，少数为群体。游动细胞顶端具1、2或3条鞭毛。有时无色。贮存物质为裸藻淀粉裸藻门 Euglenophyta13(12) 植物体为单细胞、群体、丝状体或薄壁组织状等。游动的

10、营养细胞或动孢子具2条(少数为4、8条等)等长，顶生的鞭毛。罕见无色的。贮存物质为淀粉绿藻门Chlorophyta14(19) 色素体为红色、黄色、黄绿色，有时呈淡绿色。贮存物质为红藻淀粉、白糖素、甘露醇或褐藻淀粉。15(16) 色素体为红色或有时呈绿色。生活史的任何时期均无有鞭毛的细胞。贮存物质为红藻淀粉红藻门Rhodophyta 16(15) 色素体不呈红色。游动细胞或生殖细胞具二条(罕见三条)不等长的、或等长的鞭毛。贮存物质为白糖素、脂肪或甘露醇。17(18)色素体褐色。植物体常为大型的丝状、壳状、叶状，有的具假根、茎、叶的分化。游动孢子肾形，具二条侧生的鞭毛。贮存物质为褐藻淀粉和甘露醇

11、褐藻门Phaeophyta18(17) 色素体黄绿色、金褐色或淡黄色。植物体常为小型的单细胞、群体或丝状体。游动细胞具一、二或三条等长或不等长的鞭毛。贮存物质为白糖素或脂肪。19(20) 色素体金褐色或淡黄色。植物体通常是小型的单细胞或群体。游动细胞具一条或二条等长、或不等长的鞭毛，罕见三条的。有的则为变形虫状金藻门Chrysophyta 20(19) 色素体黄绿色。植物体为单细胞、群体或丝状体。游动细胞具二条不等长的鞭毛。单细胞或群体种类的细胞壁常由两瓣片套合组成，丝状种类由两个H形节片合成黄藻门Xanthophyta五、藻类细胞的形态结构1、形状：单细胞体型微小，有球形、椭圆形、纺锤形、纤

12、维形、新月形、圆柱形和S形等。群体有球形、椭圆形、盘状、星状、束状和不规则团块状等（1）单细胞类型：）单细胞类型：植物体为单细胞，个体微小，单生、聚生、具鞭毛或无鞭毛。*2、体制：*细胞的形态、数目和排列的方式是分类上的依据衣藻衣藻 硅藻硅藻 硅藻硅藻 小球藻小球藻 小球藻是色球藻目中的常见植物。植物体是单细胞浮游种类，细胞微小，圆形或略椭圆。 （2）群体类型：）群体类型：植物体由形态上、功能上相同的细胞组成，具有一定或不定的数目，有规则或不规则排列，球形、片状、不规则形，具胶囊或无。盘藻属盘藻属 空球藻属空球藻属 实球藻属实球藻属 团藻属团藻属 （3）丝状体类型：）丝状体类型： 不分枝或分枝

13、；假分枝（通过藻丝穿出胶鞘以后再延伸生长）或真分枝（通过不同方向细胞分裂形成）颤藻属（Oscillatoria）属于蓝藻门、颤藻目。 植物体是一列细胞组成的丝状体（filament）。丝状体常丛生，并形成团块。细胞短圆柱状，长比宽短，无胶质鞘，或有一层不明显的胶质鞘。丝状体能前后运动，或左右摆动，故称颤藻。 真枝藻属（Stigonema）属于颤藻目。 植物体是单列细胞或多列细胞构成的不规则分枝的丝状体。许多丝状体集生在一起，呈黑褐色绒毛状。丝状体有厚而坚硬的胶质鞘，胶质鞘透明，多为黄褐色。细胞球形或椭圆形。真分枝是细胞在纵轴方向分裂形成的。单歧藻属双歧藻属假分枝（通过藻丝穿出胶鞘以后再延伸生长

14、）（4）异丝体型：由直立枝和匍匐枝由直立枝和匍匐枝组成，匍匐枝上长组成，匍匐枝上长出直立枝。出直立枝。（5）管状体类型：）管状体类型： 植物体细胞间无隔膜，含有许多细胞核，仅在形成生殖器官时才产生隔膜与营养体分开。（6）膜状体类型：）膜状体类型：细胞向多方面分裂，形成膜体。（7）假薄壁组织类型：）假薄壁组织类型：植物体由丝体彼此紧贴组成。3、细胞的结构特点（1）细胞壁： （除隐、裸藻，部分甲、金藻和生殖细胞）A壁：两层 大多数种类的细胞壁平滑，有的种类在壁上具有花纹、刺、棘突或细胞外具有透明或不透明的胶囊。 B成分：纤维素、果胶质、二氧化硅、碳酸钙、蛋白质。（2）原生质体A细胞核（Nucleu

15、s）： 真核真核：核膜、核仁和核质组成，具有真核的藻类称为真核生物。 原核原核：仅具核质，不具核膜和核仁。B色素（Pigment）： 叶绿素a：各门藻类都有。 叶绿素b：绿、裸、轮藻。 叶绿素c：甲、隐、黄、硅、褐、金藻。 叶绿素d：红藻。 胡萝卜素：所有的藻类都具有。 叶黄素、藻胆素等因种类而有差异C色素体色素体（chromoplast） ：色素的载体，是一种含色素的蛋白体，是藻类光合作用的场所。 形状：形态多样，有杯状、盘状、星状、片状、板状和螺旋带状等 l着生位置着生位置：色素体位于细胞中心，为轴生轴生；位于细胞周围，靠近细胞壁，为周生周生。除蓝藻外（色素区），色素均位于色素体内。l数目

16、数目：1个或多个。D蛋白核蛋白核（Pyrenoid）：又称淀粉核淀粉核、造粉核造粉核。由蛋白质核心和淀粉鞘组成。与淀粉形成有关，故又称造粉核。造粉核。其形状、数目和排列的位置是分类上的依据。E胞口、眼点、伸缩泡胞口、眼点、伸缩泡 胞口：不能吞食食物，具排泄作用（与原生动物不同）。 眼点：红色，位于体前端，有感光作用。 伸缩泡：具排泄作用，可调节渗透压。F鞭毛鞭毛： 结构：由11条纤维组成，中间两条，外围9条。 数目：1到多条，等长或不等长。 着生位置：体前端、侧面或腰部。 类型：尾鞭型：表面光滑，不具微细茸毛，如绿藻。 绒鞭型：表面具微细茸毛，如裸藻。 除蓝藻和红藻蓝藻和红藻外，其它藻门都具有

17、鞭毛的种类，或者在生活史某一阶段具有鞭毛。具鞭毛藻类能自由游动。*H贮存物质贮存物质Storage products（同化产物）（同化产物）： 各门藻类的贮存物质各不相同 淀粉淀粉：遇碘起紫黑色反应； 蓝藻淀粉蓝藻淀粉：遇碘呈淡红色； 裸藻淀粉裸藻淀粉（副淀粉）：遇碘不起反应； 白糖素白糖素：光亮而不透明，呈圆形、棒状或颗粒状，位于色素体外，折光强，为一种葡糖的聚合物。 脂肪脂肪（油滴）：呈球形，光亮而透明。G液泡液泡：细胞质不充满整个细胞，而形成空腔，腔内充满液体，外有明显的膜，具有调节渗透压、吸收水分和溶解物质的作用。六、繁殖 61营养繁殖营养繁殖： 是一种不通过任何生殖细胞来进行繁殖的方

18、式。细胞分裂(1,2)是最常见的一种营养繁殖。蓝藻和裸藻等一些单细胞藻类属此62无性繁殖： 通过产生不同类型的孢子进行繁殖，生殖细胞（孢子）不经结合，直接产生子代的生殖方式。无性生殖型是指生活史中没有有性生殖，没有减数分裂。如小球藻、栅藻等。 孢子类型有以下几种：1不动孢子不动孢子：具有明显的细胞壁，无鞭毛，不能运动。2动孢子动孢子：细胞裸露，有鞭毛，能运动。3厚壁孢子厚壁孢子：具厚壁的不动孢子。 4休眠孢子休眠孢子：营养细胞增大，细胞贮存物质增加，与母细胞壁融合成极厚的附加细胞壁，抵抗不良环境。 5似亲孢子似亲孢子：似不动孢子，当它形成后还在母细胞壁内，有与母细胞相同的形态，而大小不同。6外

19、生孢子外生孢子：在生殖细胞的顶端自上而下发生缢缩，由此产生一个至多个成串的球形小细胞，即外生孢子，孢子成熟后，从母体逸出，在环境适宜时发育成新个体。7内生孢子内生孢子：在母细胞壁内形成，原生质体多次分裂，无细胞壁，数目多。厚壁孢子念珠藻属 厚壁孢子外生孢子管胞藻属 外生孢子 假鞘内生孢子63有性繁殖有性繁殖：通过配子的结合进行繁殖，两个配子结合成合子，由合子萌发成新个体。a) 同配同配：指雌雄配子在形态、大小和生理上均相同的两个配子相结合。b) 异配异配：雌雄配子在形态上相似，而大小不同的两个配子相结合。c)卵配卵配：雌雄配子在形态和大小上都不同，大的不活动的雌配子，与小的游动的雄配子相结合。

20、64接合生殖接合生殖：雄配子通过接合管与雌配子结合为合子。七、藻类的生活史1、生活史生活史：某种生物在整个发育阶段中，有一个或几个不同形个体或同形个体前后连续形成一个有规律的循环。2、生活史类型生活史类型： （1）生活史仅有营养繁殖（无有性生殖和减数分裂）。蓝藻和裸藻等一些单细胞藻类属此。 （2）生活史中仅有一个单倍体：在有性生殖过程中，减数分裂发生在合子形成新植物体产生之前。如小球藻、栅藻等。 （3）生活史中只有一个双倍体：只进行有性生殖，减数分裂在配子囊中进行，而且在配子产生之前。 有双相型和单相型两种类型。前者生活史中仅有一个双倍体（diploid）的藻类，只行有性生殖，减数分裂（R）发

21、生在产生配子之前。如绿藻门管藻目的一些种类，硅藻和褐藻门鹿角藻目就属于这种类型； 后者生活史中是单倍体藻类，仅合子是双倍体核相（2n），即静配同配，如水绵和轮藻。 （4）生活史中有世代交替现象：生活史中有2-3个植物体。双倍体的植物体行无性生殖，经减数分裂产生孢子，因此双倍体的植物又叫孢子体。单倍体的植物体行有性生殖，产生雌雄配子或精子和卵，因此单倍体的植物体又叫配子体。从孢子开始一直到产生配子，这一阶段都是单倍体时期，总称为有性世代；由合子萌发为孢子体，一直到孢子体行减数分裂产生孢子之前，这一阶段是双倍体时期，称为无性世代。这种生活史中有无性世代和有性世代相互交替的现象叫做世代交替。也就是说

22、，只有在生活史中，有一个双倍的产生孢子的孢子体和一个单倍的产生配子的配子体二者有规律地相互交替出现，才是真正的世代交替。有性世代无性世代八、藻类的经济意义八、藻类的经济意义1、为鱼类的直接或间接饵料2、原初生产者，制造有机物，光合作用产生氧气为大气中氧的主要来源3、固氮作用：1.7亿吨/年4、人类食品：螺旋藻、紫菜、海带、浒苔5、地质指标6、污染的指示生物，判断水体的水质7、净化水体8、利用藻类发电9、工业原料；10、作为转基因载体 九、藻类的分类位置与发展 藻类位于分类系统的开始，高等植物是它们的后代。地球上最早出现的绿色植物是藻类。 藻类是研究地球上生物发生发展规律的主要依据。鞭毛类中的一类发展为无鞭毛类和其它植物，另一类发展为动物。 十、复习题 1、名词：藻类、浮游植物、色素体、蛋白核 2、藻类细胞的结构特点。藻类的体制有哪些，试举例说明。 3、藻类有哪几种繁殖方法？