生物教学中藻类种类及其意义

生物教学中藻类种类及其意义

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，是能独立生活的一类自养原植体植物.藻类植物体在形态上是千差万别的，它能适应各种生态环境，广泛地出现在生产生活中，课本中也应用了很多次.例如：使用高倍显微镜观察几种细胞中涉及到了水绵；原核细胞中的模式生物蓝藻；观察叶绿体用到了黑藻叶；群落演替中出现的藻类和真菌的共生体地衣；深海物种多样性中出现 的珊瑚虫和藻类的共生体珊瑚礁等.由于出现的种类多，然而学生在学习过程中，甚至于部分教师在教学过程中经常会混淆一些藻类的类别及特点，对藻类相关的环境问题的本质及应用理解不够.本文对这些问题进行总结.

一、藻类的种类

1.原核藻类

这类藻类由原核细胞构成，以细胞直接分裂的方法繁殖，还可以产生孢子或者进行无性生殖.原核藻类包括全部的蓝藻纲，蓝藻纲分为球藻目、管胞藻目和颤藻目.高中生物学教学中常见的原核藻类有蓝藻、颤藻、蓝球藻、念珠藻、发菜、鱼腥藻等.

2.真核藻类

真核藻类是由真核细胞构成的生物.真核细胞具有细胞核，有高度分化的细胞器.繁殖方式多种，有营养繁殖、无性生殖、有性生殖等.真核藻类包括硅藻门、裸藻门、绿藻门、甲藻门、金藻门、红藻门、黄藻门、褐藻门.课本中常见的有黑藻、硅藻和绿藻门里面的水绵、衣藻、团藻、轮藻、伞藻、小球藻等.生活中常见的有紫菜、石花菜、海带等.

3.如何辨析藻类细胞结构

在高中生物课本中出现了很多藻类，没有具体的划分

哪种属于原核，哪种属于真核，我们可以根据它们出现的用途，辨析其细胞结构.比如：在用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验中，用黑藻叶观察叶绿体，体现黑藻有除核糖体之外的细胞器，说明黑藻是真核藻类.在细胞核具有的功能资料分析中，用两种伞藻做了嫁接和核移植实验，表明了伞藻有细胞核，所以伞藻也属于真核藻类.在叶绿体的功能资料分析中，用水绵做实验材料，来证明氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所.在这个实验中，水绵独特的带状叶绿体会给学生很深的印象，当然对于记住它是真核藻类也会有所帮助.

例如，关于蓝藻与黑藻共性的叙述，正确的是（）.

A.均有双层膜包被的细胞核

B.均以DNA为主要的遗传物质

C.在线粒体内膜上都发生电子传递过程

D.在生态系统中都属于生产者

这道题中涉及两种类型的藻类，蓝藻是讲原核细胞时的模式生物，黑藻是观察叶绿体的材料，所以属于真核藻类.有了这样的概念后，这道题就容易判断了.

二、与藻类相关的问题

1.身兼荒漠开发先锋与土壤沙化诱因的两种角色——发菜

发菜其实是蓝藻的一种，它能用无机碳和无机氮合成有机碳和有机氮，对改良荒漠土壤，繁衍其他生物有着重要意义.发菜被誉为“开发荒漠的先锋”.由于发菜跟“发财”谐音，港、澳、台同胞和海外侨胞特别喜欢它，不惜以重金购买馈赠亲朋或制作佳肴，从而导致发菜的价格一路攀升.受到利益的驱使，很多人去草原搂发菜.一耙搂下去，地表的土层全部散开，地表上较浅的植物一搂而尽，就连扎根较深的荆棘、驼绒藜也受到了破坏，使草原植被受到大面积破坏，原本十分脆弱的生态环境进一步恶化，加速了草原沙化和一些珍稀物种的灭绝，导致草原风灾和旱灾程度加重、沙尘暴的加剧.

2.现代生物进化的奠基者和水华赤潮的始蛹者——蓝藻

当原始的蓝藻诞生后，它通过光合作用释放大量的O2，使生物代谢由厌氧型进化为需氧型.由于需氧型代谢比厌氧型代谢能量利用效率高，需氧型生物的出现使地球上的生命活动更趋活跃，生物进化的进程也随之加快.此外，由于大气圈中氧气增多，在平流层形成能够吸收大部分紫外线的臭氧层，使地球表面除海水对生物起到庇护作用以外，又增加了一层保护层，从而为古生代植物的登陆创造了条件.所以说蓝藻不仅是现在环境的开创者，也是后来生物发展的铺路石.

然而“水体的癌症”——水华赤潮是由蓝藻、硅藻、绿藻等引起的，蓝藻引起的最普遍.由于人们过量施用化肥以及生活污水的排放，导致所流入水域的氮、磷等元素积聚，这样就会引起藻类的迅速繁殖，使水体生态系统遭到破坏.水华和赤潮可存在营养物质的循环，使得水体难以自净，破坏野生水生生物的生存环境.同时使水中的溶解氧量逐渐降低，从而导致水中的鱼类、虾类等水生动物大量窒息死亡.有些次生代谢产物通过食物链直接威胁人类的健康和生存.厌氧细菌大量繁殖，使水体中的硫和氮被还原成硫化氢、有机硫化物和氨气，使水变臭，影响生活饮用水源.

3.生物多样性的维护者和海岸线的保护者——珊瑚礁

在藻类和珊瑚虫共生组成的珊瑚礁区，它们通过食物链关系互相依存，使得珊瑚礁能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性.藻类作为生产者，通过光合作用向珊瑚提供氧、糖等营养物质，同时消耗珊瑚排泄的代谢产物维持生长.珊瑚礁是全球最大的生态系统之一，被誉为“海洋中的热带雨林”.它在维持自身动态平衡的同时，承担着调节海洋环境，提供海岸保护，阻挡沉积物的功能；通过固氮作用进行海洋氮的循环利用，通过生物作用维护CO2和Ca的收支平衡；调节热带亚热带海洋种群食物链的平衡等.由于全球变暖等原因，珊瑚与藻类之间的共生关系被打断，藻类不得不离开珊瑚礁环境，失去了藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐白化，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃.整个食物链的起始点生产者受到了破坏，当然珊瑚礁无法再继续维持平衡.

4.藻类、真菌的共生体和初级演替的拓荒者——地衣

地衣是多年生植物，是由一种藻和一种真菌组合的复合有机体.地衣中的藻类多为绿藻和蓝绿藻.大部分地衣是喜光性植物，要求新鲜的空气，对二氧化硫相当敏感，所以生态学上，地衣常被当成一种空气品质的指标.地衣能忍受长期的干旱，干旱时休眠，雨后恢复生长，也能忍受寒冷的环境.当它生长在峭壁或岩石时，能分泌地衣酸，腐蚀岩石，使岩石表面逐渐龟裂和破碎，再加上自然界的风化作用，使岩石表面变为土壤，为以后的群落演替创造条件，因此，地衣被称为植物演替的先驱者和开拓者.

藻类让人们又恨又爱.多种蓝藻能固定大气中氮，适于作稻田肥料，改良土壤，提高土壤保肥、保水能力.藻类还含有较高的蛋白质、较完备的氨基酸和多种维生素，是优良的食品，如发菜、葛仙米、地木耳等.在水环境保护中，可以利用蓝藻吸收工业废水中氮、磷和其他化合物，降低含量，会起到一定的净化作用.同时藻类过度又会引起水污染.为了更好地利用藻类这种资源，实现可持续发展，我们需要舍弃传统经济模式，走生态经济之路，进行生态工程建设，处理好生物与环境的协调与平衡，考虑环境承载力，也就是要遵循生态工程的基本原理：协调与平衡原理.