新编藻类与藻类增养殖学讲义

新编藻类与藻类增养殖学讲义
第一编藻类学部分
第一章绪论
第一节藻类的性质和意义
一、藻类的性质：
藻类是一群最古老、最简单的低等植物，与其它植物比较藻类有以下特征：
藻类没有真正的根、茎、叶的区别。除固着器外，表层细胞都有进行光合作
用的功能，相当于高等植物的叶片。因此又叫叶状体植物。
藻类的生殖结构简单，基本生殖单位是单细胞的孢子、配子或合子而没有多
细胞的种子。
藻类的孢子、配子或合子都是以单细胞的形态离开母体而直接发育成新藻
体，而不象高等植物那样要在母体形成多细胞的胚。
藻类的定义
综上所述可以给藻类下一个简单的定义：藻类是无胚的、没有微管束的，具有叶
绿素的自养叶状体的孢子植物。
二、藻类的意义
1、藻类在生物进化中的意义
藻类是地球上最早发生的，具有叶绿素的光合放氧自养生物，原核藻类的产生本
身就是生物进化的重要事件，为各种植物的发生起到了开路先锋的作用；藻类等
植物通过光合作用把无机物合成为有机物，成为随后发生的动物的食物；而藻类
光合作用产生的氧气改变了原始地球的大气构成给生物进化也起到了重要的作
用：
（1）由于大气中氧气的增加，使生物由无氧呼吸向有氧呼吸成为可能
（2）氧气大量积累形成的臭氧层阻挡了紫外线，有利于生命由海洋向陆地发
展
2、藻类在生态平衡的作用
（1）提供氧气消耗二氧化碳：由于化石燃料的大量使用，大气中的CO2浓度不
断提高，带来全球气候变化，降低CO2浓度的最有效途径是依靠植物的光合作用将无机碳转化为有机碳，海洋的面积占地球表面的71％，约361*106km2每平方
km海藻年产有机碳375t/年，全球海藻生产的有机碳总量为1.35*1011t/年，是陆生高等植物的7倍就大型海藻而言每生产1t藻类（干重），能消耗0.363t碳，
（2）海洋渔业的初级生产者：藻类是海洋中将无机物转化成有机物的生产者，
正是藻类的存在，保证了海洋生物圈食物链的平衡。
（3）解决海洋富营养化的最有效手段： < br />赤潮：由于海洋富营养化导致藻类等生物爆发性增殖，引起水色变化、水质败
坏（水体不能负荷大的生物量而死亡、产生毒素，耗氧）
水华
（4）在水产养殖中调节理化因子：微生态制剂的重要元素。
生物修复：
3、藻类在水产养殖中的作用
（1）优质的水产养殖对象
（2）优质的动物饲料
（3）影响水质波动的重要生物指标
4、藻类在人民生活中的作用
（1）藻类是优质的食品
（2）重要的医药原料
（3）利用藻类生物技术可

以提取活性物质或天然色素
（4）利用藻类作为能源
（5）化工原料
藻类养殖的前景
水产动物养殖的无序发展，导致养殖业难以摆脱
第二节：藻类的分类
由于生物的种类繁多，使得分类成为必要，因此古往今来，对生物分类进行了大
量的研究和尝试，而所有的分类不外乎两种类型：
以实用为目的的人为的分类：如《本草纲目》把药用植物分为草、谷、菜、果、
木五类；
以自然分类﹝或系统发育分类﹞：是生物学家以追求种系发育路线，力图依生物类群之间的亲缘关系建立起来的分类系统，实际上由于我们对全部生物的遗传和
进化的证据知之甚小，依生物的亲缘关系建立一个完全符合种系发育的自然分类
系统是难以做到的。一、几个概念：
种：不仅形态上相似,而且彼此在遗传基因上有密切的亲缘关系,可以自由地杂
交，产生后代.
生殖隔离:一个物种的个体不能和其它物种进行生殖结合,产生有生殖能力的后
代。称为生殖隔离.
个体发育:某一植物个体从某个（孢子、合子、种子）或其组成的器官、组织或
细胞，从开始到成熟的过程。
系统发育：指植物类群起源和演化的历史。
个体发育有时能反映系统发育的历史。
一、藻类的形态：
1、单细胞藻体：
2、群体：由多个结构、功能相同的细胞直接相连、或被胶质包埋而成的藻体，
分定形群体和不定行群体
3、丝状体：
单列丝状体：是由于原始细胞向一个方向分裂分裂后细胞互相连接成一行的
最简单的丝状体。
分枝丝状体：是在单列丝状体内有的细胞能再向丝状体的侧面象形成单列丝
状体那样分裂而产生的。
异丝体：也是一种分枝丝状体，所不同的是由原始细胞分化为匍匐和直立的
两部分，其固着器不是直立部分丝体的单个基部细胞而是代之以匍匐的丝体。
4、膜状体：膜状体有真假之分，真膜状体是由原始细胞向2－3个方向分裂，细
胞紧密相连接而成的整体。假膜状体是由多个细胞或多条丝体被胶质 包埋而成
的，膜状体内的细胞之间或丝体之间没有真正的连接。
5、枝叶状体型：是海藻结构最复杂的类型，
二、藻类的繁殖：
1、无性生殖：无性生殖由物种的体细胞或无性生殖细胞进行，所产生的子
代遗传性状变化小、但有利于在适宜的环境下大量增殖，所有海藻都能进行无性生殖，包括分裂生殖、孢子生殖和营养（出芽）生殖。
孢子：是藻体体细胞直接或经过有丝分裂、减数分裂产生的生殖细胞，由它
直接萌发成单相配子体或双相孢子体。
根据孢子是否运动可分为动孢子和不动孢子
（1）动

孢子：通常为梨形，具有鞭毛依靠鞭毛摆动而游动又称游孢子，
（2）不动孢子：没有鞭毛，不能运动具有一定的与母体细胞壁有差别的细
胞壁，
a。厚垣（壁）yuan孢子和休眠孢子：都是由藻体体细胞直接通过细胞壁加
厚和积聚养分而形成的，具有抵抗不良环境的能力。
b.复大孢子;
c.四分孢子：是红藻门物种在无性生殖中产生的主要孢子类型，是由孢子体
的营养细胞形成孢子囊母细胞，由它经过减数分裂产生四分孢子囊，其中产生四
个孢子，为单倍体它们的形态完全一样，但在本质上有性的差别，有两个孢子萌
发为雄配子体，另两个为雌配子体。
D．单孢子：及多孢子：红藻中的有些物种的配子体能产生单孢子囊，，每个
孢子囊产生一个孢子。与之相对应有些红藻的孢子体能形成多孢子囊并产生多个
孢子，
e.果孢子：
f．内生孢子及外生孢子：
g.异形胞：
2．营养生殖：营养生殖主要是指多细胞藻体的部分细胞不产生生殖细胞，
不经过有性过程，离开母体后继续生长，直接发展成新的个体的一种生殖方式，
单细胞藻类的细胞分裂亦属于营养生殖的范畴。
3.有性生殖：有性生殖是生物体通过产生生殖细胞，由生殖细胞间融合、交
配后繁殖子代的一种生殖方式。
a。同配生殖
b.异配生殖
c.卵式生殖
三、生活史及世代交替 生活史是指任何一个有生命的个体从获得生命开始直至生命结束（死亡）的
这一整个历史，包括了生物个体发育的全过程。
世代交替：在具有有性生殖能力的藻类的生活史中出现了核相不相同的两种
藻体：单倍体的配子体和双倍体的孢子体，这两种藻体在生活史中有规律地互相
交替出现的现象称之为世代交替
等世代型
不等世代型
四、藻类的分类：
1、藻类的主要特征：
包括细胞结构，细胞中的色素体形态结构，光合作用色素的种类，光合产物或营
养储藏物质的类型，细胞壁的化学成分，植物体形态极其鞭毛的有无、数目、着
生位置和类型，以及植物体的 繁殖繁殖方式、生活史类型等。
2、依据光合色素进行分类的优点：
光合色素的发生是生物进化的一个重要阶段，符合系统发育的分类原则。
藻类的色素的不同和量的多少决定了藻类的颜色，依此分类更为直观。
3、藻类色素的类型：
叶绿素类、叶黄素类、胡萝卜素、及藻胆素四类。
4、藻类的分门：
原绿藻门：原核藻类，无藻胆体、单细胞
含叶绿素a和叶绿素b 绿藻门：单细胞、群体、多细胞。
裸藻门：单细胞，缺乏细胞壁。
轮藻门：
含叶绿素a

和藻胆素 蓝藻门：原核生物
红藻门：真核生物有的含叶绿素d.
含叶绿素a和叶绿素c 褐藻门：大型藻类
金藻门：微藻
硅藻门：微藻、有上、下两片硅质壳。
隐藻门：单细胞（小数群体）无纤维素的细胞壁，有周
质膜 甲藻门：
黄藻门：仅含叶绿素a但不含藻胆素
第二章：蓝藻
门的特征：蓝藻包含非常古老的藻类，它没有完整的细胞核结构，核物质集结在
细胞的中央区，与细菌一样同属于原核生物，蓝藻的光合作用色素有叶绿素a（无
叶绿素b、c和d）、叶黄素和胡萝卜素以及藻胆素，蓝藻的颜色通常为蓝、绿色；
光合作用产物为肝糖和蛋白质；蓝藻的繁殖方式为营养繁殖、无性繁殖无有性繁
殖，生殖细胞无鞭毛。
第一节蓝藻的形态、结构特征：
形态：蓝藻植物体有单细胞、群体、和多细胞体。
其中：群体有定形群体、不定形群体。
群体：由多个结构、功能相同的细胞群集构成的藻体。
多细胞体中有丝状体、无膜状体。
结构
蓝藻门藻类的细胞结构的最大特点是：蓝藻属原核生物，蓝藻细胞含核物质的部
分位于细胞中央部位称为中央体，中央含有嗜碱性物质，即“核质”能行使类似
真核生物细胞核的功能，中央体无核膜包裹。
色素质：蓝藻未形成色素体，只有作为色素体结构单位的类囊体，类囊体是由膜
形成的扁平封闭的小囊，在其表面有叶绿素a、藻胆体、叶黄素等。
藻胆体：是蛋白质的复合体，由蓝藻蓝素，有时还有蓝藻别藻蓝素或蓝藻红素组
成，藻胆体颗粒状附着于类囊体外表面。
蓝藻的光合作用产物为蓝藻淀粉（肝糖）和蓝藻蛋白。
细胞壁：分内外两层：内层质薄而坚实，主要由纤维素组成。外层由果胶酸和粘
多糖组成的亲水性胶体
蓝藻细胞壁外层有很强的吸水性，当这层胶体吸水呈水解状时称胶被，当胶
质固化呈皮样状时称为胶质鞘，胶质鞘可 以防止藻体内水分蒸发增强抗干旱和抵
抗极端环境的能力，正因为如此造就了蓝藻分布广泛，及先锋生物的美誉。

第二节蓝藻的繁殖： 繁殖：生物生长到一定阶段，由旧个体产生新个体，蘖生后代，以延续种族的现
象。
蓝藻的繁殖方式主要有细胞裂殖、营养繁殖、无性繁殖三种，无有性繁殖，但近
年来的研究证明某些藻类有遗传转化现象。
一、细胞分裂：
二、营养繁殖：
非丝状的群体的营养繁殖是一种偶然事件只有当群体的胶质包被破裂时才出
现，丝状体的营养繁殖时由于动物取食丝

体内细胞死亡、丝体折断丝状体内形成
异形胞而产生的，
藻殖段：丝状体的种类，藻体分成数小段，每一段称为藻殖段。
三、无性繁殖：
内生孢子：细胞内的原生质体分裂成一定数目的孢子称内生孢子。
外生孢子：在藻体细胞的顶端处的壁破裂，顺次缢裂形成的孢子．
藻殖孢：在环境恶劣时，有的藻殖段细胞壁加厚形成藻殖孢。
异形胞：比普通细胞大、壁厚、并含有透明的内含物的细胞称为异形胞。异形胞
与蓝藻的固氮有关。异形胞可产生厚壁孢子。
厚壁孢子：厚壁孢子是由营养细胞体积增大，积累营养物质，细胞壁增厚而形成
的。
第三节蓝藻门的分类：
蓝藻门的藻类只分一纲，即蓝藻纲，色球藻目、管孢藻目、颤藻目。
色球藻目：单细胞或非丝状体群体，细胞球形，繁殖方式通常是营养细胞的分裂，
少数物种能产生微孢子，不产生内、外生孢子。
管孢藻目：藻体单细胞或群体，胶质鞘具有层纹或为特殊的胶质鞘管，繁殖为产
生内、外生孢子。
颤藻目：藻体为丝状体。繁殖时不产生内生孢子或外生孢子。而是形成藻殖段、
异形胞或厚壁孢子。
代表种：螺旋藻，最理想的功能食品。
分类地位：蓝藻门
蓝藻纲 颤藻目
颤藻科
螺旋藻属
特征：为单列细胞组成的不分枝的丝状体，无鞘，
圆柱形呈疏松或紧密的有规则的螺旋状弯曲。目前工
厂化生产的螺旋藻主要有三种：钝顶螺旋藻、极大螺
旋藻、和椭圆螺旋藻。
生态：海淡水均有分布，大多数螺旋藻喜高温、高碱和高盐。
营养价值：螺旋藻蛋白质含量高达60～70﹪，且含有人体所需的全部必需氨基
酸其组成也十分均衡。脂肪酸含量较低是蛋白质的1﹪，但脂肪酸中不饱和脂肪
酸所占比例很大，尤其是人体必需脂肪酸如：亚油酸和γ-亚麻酸含量较高。另
外，螺旋藻中β-胡萝卜素是天然食品中含量最高的，VB12 也是天然植物中含
量最高的。

螺旋藻必需氨基酸组分与FAO标准对照（％）

氨基酸 螺旋藻 FAO标准
亮氨酸 6、9 4、8
异亮氨酸 4．7 4、2
赖氨酸 4、6 4、2
蛋氨酸 1、9 2、2
苯丙氨酸 3、9 2、8
苏氨酸 4、3 2、8
色氨酸 1、0 1、4
缬氨酸 5、6 4、2

螺旋藻是优质的保健食品，有抗辐射、抗氧化、提高机体免疫力、促进淋巴细胞
转化，抑制癌细胞增殖，降低胆固醇。螺旋藻既是水产养殖对象，又是水产动物的优质饵料。
本章重点：群体、藻胆体、内生孢子、外生孢子、异形胞；
蓝藻的主要