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绿藻分类与应用

一、绿藻的概述

        绿藻门(Chlorophyta)成员,约6700种。绿藻具有光合色素,典型的绿藻细胞可活动或不能活动。细胞中央具有液泡,色素分布在质体中,质体形状随种类不同而有所变化。细胞壁由两层纤维素和果胶质组成。

        绿藻门的经济价值很高,绿藻在植物进化的研究中也很重要。据认为单细胞的衣藻与陆地植物的祖先相似,贮藏的营养物质主要为淀粉和油类。绿藻中如石莼、礁膜、浒苔等历来是沿海人民广为采捞的食用海藻。海产扁藻、小球藻等单细胞绿藻繁生快,产量高,含有一定量的蛋白质、糖类、氨基酸和多种维生素,可作食品、饲料或提取蛋白质、脂肪、叶绿素和核黄素等多种产品。有的绿藻可作为药用,如小球藻、孔石莼等。此外,利作藻菌共生系统和活性藻的方法来处理生活污水和工业污水。

        小球藻(Chlorella vulgaris)为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻,是一种球形或椭圆形单细胞藻类,出现在20多亿年前,是一种高效的光合植物,以光合自养生长繁殖,分布极广。目前世界上已知的小球藻约10种,加上其变种可以达到百种之多。小球藻广泛分布于自然界,以淡水水域最多;易于培养,不仅能利用光能自养,还能在异养条件下利用有机碳源生长、繁殖;并且生长繁殖速度快,是地球上的动植物中唯一在20小时增长四倍的生物。我国常培养的种类有蛋白核小球藻(3-5微米)、椭圆小球藻(4.5-12微米)、普通小球藻等(5-10微米)。单细胞,小型。

二、绿藻的常见种类

(一)小球藻

        植物体为单细胞或聚集成群,群体内细胞大小很不一致。细胞球形或椭圆形,细胞壁或薄或厚,色素体一个,周生,杯状或片状。蛋白核一个或无。以似亲孢子进行繁殖。

(二)粗肾性藻

        群体具2个、4个细胞;细胞广卵形,两端广圆,细胞的一侧显著凸出,另一侧直或凹入,细胞壁厚,色素体片状,1个,随细胞的成长而分散充满整个细胞,具1个蛋白核。无性生殖产生似亲孢子。生长在湖泊、池塘及沼泽化的水体中。

(三)刚毛藻

        植物体着生,有些种类幼植物体着生,长成后漂浮。分枝丰富,具顶端和基部的分化。分枝为互生型、对生型,或有时为双叉型、三叉型;分枝宽度小于主枝,或至少其顶端略细小。细胞圆柱形或膨大;多数种类壁厚,分层。具多个周生、盘状的色素体和多个蛋白核。

(四)鼓藻

        单细胞,细胞大小变化大,侧偏,缢缝常深凹。半细胞正面观为半圆形、椭圆形、卵形、梯形、长方形、楔形等,顶缘圆,平直或平直圆形;侧面观绝大多数呈圆形;垂直面观呈椭圆形、长方形。细胞壁平滑,具点纹、圆孔纹或具一定方式排列的微瘤、乳头状突起。每个半细胞具1、2个或4个轴生的色素体,每个色素体具1个或数个蛋白核,少数种类具6-8条带状色素体,每条色素体具数个蛋白核。

(五)浒苔

        植物体绿色,中空管状,由一层细胞组成,单条或分枝,有时中央两层细胞互相粘连,呈带状或叶片状,边缘中空。植物体基部细胞向下延伸出许多假根丝组成盘状固着器。植物体的细胞排列规则或不规则。细胞核一个,色素体一片,蛋白核常为一个。

(六)集星藻

        植物体为原始定形群体,无胶被,营浮游生活。群体内细胞球形,常由4-16个细胞组成,群体细胞以一端在群体中心彼此连接,呈辐射状排列。细胞为截顶的纺锤形或顶端略狭的长圆柱形,色素体长片状,周生,仅约覆盖细胞周壁的三分之一。蛋白核一个,以似亲孢子进行无性繁殖。

(七)空球藻

        由16、32或64(约为32)个衣藻型细胞组成空心球状或卵形群体。群体胶被明显,细胞排列成层。个体细胞通常为球形或椭圆形,相互不挤压而排列疏松。色素体杯状,蛋白核数目不定。眼点位于细胞前端。伸缩泡2个。在有机质较丰富的小水体和湖泊中常见。

(八)宽带鼓藻

        植物体为单细胞,多数大型或中等大小,长圆柱形,中部略收缢,在两个半细胞的连接处通常有一轮明显的细胞壁增厚;半细胞基部通常膨大,侧缘平直或波状,具瘤或小节结,两侧近平行或向顶部逐渐狭窄,顶端平截或截圆形,平滑或具一轮乳头状或齿状小瘤、小节结;垂直面观圆形或多角形;细胞壁极少数平滑,通常具点纹、小圆孔纹,有时具颗粒或乳头状突起;绝大多数种类的色素体为周生,呈许多不规则纵长带状,具数个蛋白核,有时断裂成菱形或披针形,每个色素体具1个蛋白核,少数种类的色素体轴生,长带状,具数个纵列的蛋白核,顶部有时存在液泡,含有一些运动颗粒。

(九)裂顶鼓藻

        细胞中等大小,长为宽的4-6倍,近圆柱形,中部收缢深,缢缝向外张开;半细胞正面观圆柱形,从基部向顶部逐渐略狭窄,顶缘宽圆形,顶部中间具一深的凹陷;半细胞正面观纺锥形;垂直面观广椭圆形;细胞壁具粗点纹或小圆孔纹,呈纵线状近平行排列;色素体中轴具1纵列4-5个蛋白核。

(十)卵囊藻

        植物体为单细胞或群体,营浮游生活。群体常由2、4、8或16个细胞组成,包被在部分胶化膨大的母细胞壁内。细胞壁平滑,常在两端中央增厚成为短而粗的圆锥形突起。色素体多为1-5个,片状、多角形或盘状,周生,各有1个蛋白核或无。以似亲孢子进行无性繁殖。生活在各种淡水或半咸水中,在有机物较多的小水体或浅水湖泊中常见。

(十一)绿球藻

        植物体单细胞,或聚集为膜状团块或包被在胶质被中。细胞球形,有时压扁,大小很不一致,幼小细胞的细胞壁薄,老年细胞常不规则增厚,并明显分层。在幼年细胞时,色素体周生,杯状,蛋白核一个,随细胞生长,色素体分散,并充满整个细胞,具有几个蛋白核和多数淀粉颗粒。无性繁殖产生动孢子。

(十二)盘星藻

        植物体为盘状、星状群体,营浮游生活。群体由2-128个细胞排列成为一层细胞厚的定形群体。群体内细胞多角形,无突起,边缘细胞常具1、2或4个突起,有时突起上具长的胶质毛丛,细胞壁平滑无花纹,或具颗粒或细网纹。幼小细胞色素圆盘形,周生,蛋白核一个。随细胞生长,色素体扩散整个细胞内,蛋白核多个。成熟细胞有1、2、4或8个细胞核。

(十三)盘藻

        由4、16、32个衣藻型细胞排列在一个平面上,组成扁平盘状群体,群体内细胞具鞭毛的一端向群体的外侧。细胞卵形或梨形,前端具2条鞭毛。色素体杯状,蛋白核一个。常见于有机质丰富的浅水湖泊及池塘中。

(十四)十字藻

        植物体由4、16个细胞或更多的细胞排列在一个平面上,形成长方形或长方形真性定形群体。群体中央常具有或大或小的方形的“十”字形空隙。群体常具有不明显的胶被,常多个真性定形群体的胶被粘连在一个平面上,形成板状的复合真性定形群体。群体内细胞三角形、梯形、半圆形、椭圆形等,色素体1-4个,片状,周生,各含蛋白核一个。

(十五)实球藻

        由16、32个衣藻型细胞组成球形或椭圆形的实心群体,群体胶被明显。细胞排列紧密,几乎无空隙,以具鞭毛的一端位于群体外侧。常见于有机质含量较多的浅水湖泊和鱼池等水体中。

(十六)双星藻

        植物体由单列细胞组成长而不分枝的丝状体。丝状体的细胞圆柱形,有时长为宽的2-5倍。细胞壁平滑。每个细胞具色素体2个,星芒状,轴生,沿细胞长轴排列。每个色素体中央有1个大的蛋白核。细胞核1个,位于两个色素体之间。接合生殖常为梯形结合。

(十七)水棉

        植物体由单列细胞组成的不分枝丝状体,偶尔产生假分枝。丝状体圆柱形,色素体带状周生,沿细胞壁作螺旋盘绕。每条色素体具一列蛋白核。接合生殖为梯形接合、侧面接合。池塘中大量滋生,成为有害藻类。

(十八)水网藻

        植物体为大型囊状群体,肉眼可见。群体由圆形至宽卵形的细胞彼此以两端连接组成囊袋状的网,网眼多为五至六边形。细胞幼小时含有色素体1个,片状,蛋白核1个,细胞核1个。长成后色素体网状,蛋白核多个,细胞核多个。分布广泛,该藻在池塘大量繁殖时,可引起水质清瘦并将鱼缠结致死。

(十九)四鞭藻

        单细胞,细胞为球形、卵形、椭圆形等,具4条鞭毛,长度与细胞等长或稍短。细胞壁平滑,细胞前端中央喙状突起有或无。色素体常呈杯状,少数为H形或星状。蛋白核通常1个,收缩泡通常2个。眼点常明显。环境不良时可形成胶群体。

(二十)四棘鼓藻

        细胞中等大小,宽略大于长(不包括刺),缢缝深凹,近顶端狭线形,其后向外张开;半细胞正面观近横椭圆形,顶缘常比腹缘凸出,顶角圆形到圆锥形,角顶具1条较长的、略向下弯曲的刺,腹缘广圆;垂直面观狭椭圆形,侧缘中间的侧角具1较长的刺;细胞壁平滑。多生长在偏酸性的水体中,广泛分布。

(二十一)四角藻

        植物体为单细胞,扁平或为三角形、四角形,角宽圆,角间细胞壁略凹入,各角细胞壁突出或成粗刺。色素体侧生,1个,杯状,蛋白核1个。老年细胞的色素体为块状,充满整个细胞,蛋白核多个,有时色素体4块,每块具有1个蛋白核,以似亲孢子进行无性繁殖。常见于各种静水水体中,营浮游生活。

(二十二)团藻

        由512个至数万个衣藻型细胞组成球形、卵形、椭圆形群体,群体内细胞彼此分离,排列在无色胶被周边。群体内具有细胞质连丝。成熟的群体。其细胞分化成营养细胞和生殖细胞,在群体内常可见到若干个幼小的子群体。常生活在有机质含量较多的浅水水体中,春季常大量繁殖。

(二十三)椭圆双胞藻

        丝状体由单列细胞组成,外被厚约6微米的无色胶鞘;细胞横椭圆形,常2个成对连接;色素体侧围,带状,不覆盖整个细胞,具1个蛋白核。

(二十四)韦氏藻

        植物体为真性定形群体。群体常4个细胞四方形 排列在一个平面上,每个细胞以细胞壁紧密连接。群体残存的母细胞壁相连接,30-100个细胞形成复合真性定形群体。群体有时有胶质被。群体内细胞球形至近球形,色素体周生、杯状,老细胞常略分散,蛋白核一个。

(二十五)纤维藻

        植物体为单细胞或聚积成群,营浮游生活。细胞针形至纺锥形,由中央向两端渐细,末端尖锐,罕为钝圆;细胞直或弯曲呈弓形,镰形或螺旋形。色素体1个,片状,占细胞的绝大部分,有时裂为数片。蛋白核有或无。多生长于较肥沃的小水体中。

(二十六)新月藻

        单细胞。细胞新月形,略弯曲或明显弯曲,少数平直,中部不凹入,腹缘中间不膨大,顶部钝圆,平直圆形,喙状或逐渐尖细。横断面圆形。细胞壁平滑,具纵向的线纹或纵向的颗粒,无色或因铁盐化合物的沉积而呈淡红褐色或褐色。每半个细胞具有1个色素体,色素体有1个或数个纵向脊片组成。蛋白核多个。细胞两端各具1个液泡,含1个或多个石膏结晶。

(二十七)盐藻

        植物体为具2条等长顶生鞭毛能运动的单细胞。色素体杯状,蛋白核1个,细胞前端有1个大的眼点。

(二十八)衣藻

        单细胞,细胞呈球形、卵形、椭圆形等,细胞长不超过宽的3倍。具2条鞭毛,鞭毛与细胞等长或稍短,鞭毛基部具1或2个伸缩泡。眼点位于细胞前端一侧,橘红色,呈菱形、半圆形等。色素体1个,大型,多为环状,少数为片状,H形或星形,蛋白核1、2、多个或无。细胞核1个,一般位于细胞中央。生长旺期以无性繁殖为主,环境不良时,形成胶群体。蛋白质含量高,多生活在有机质丰富的小水体或潮湿土表上。

(二十九)羽枝竹枝藻

        植物体高达7厘米,基细胞产生具分枝的假根着生;分枝对生或互生,分枝上的小枝丛状,并具明显的长的中轴,对生或互生,与分枝成直角或略斜向上伸出,外形呈长披针形,顶端细胞有时具无色的长毛;主轴细胞圆柱形,横壁略收缢;在小枝上形成动孢子囊,广泛分布于各种静止、清洁水体和溪流。

(三十)栅藻

        植物体常为真性定形群体。群体常由4-8个细胞,有时由2个或16-32个细胞组成,极少数为单细胞,群体内各细胞以长轴互相平行,排列在一个平面上,互相平齐或互相交错,排成一列,或排成上下两列或多列。群体内细胞纺锥形、卵形、长圆形、椭圆形等,细胞壁平滑或具颗粒、刺、齿状凸起、隆起线等特殊构造。色素体1个,周生,蛋白质1个。