浮游植物的主要特征與形態(tài)構(gòu)造及繁殖特性

浮游植物實質(zhì)上就是藻類植物，它是生活于水體中的低等植物的一個大類。

一、浮游植物

浮游植物是一類能獨立生活于水體中的自養(yǎng)型生物。同樹木花草一樣，浮游植物具有葉綠素，能利用陽光進行光合作用并釋放氧氣，將無機物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?/strong>有機物質(zhì)。藻類植物的整個藻體都能吸收營養(yǎng)制造有機物質(zhì)，不需要像高等植物那樣將相當多的能量消耗在支持器官上。

藻類植物個體微小、形態(tài)多樣，許多種類要用顯微鏡才能觀察清楚，故稱為小型微觀藻類植物。它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單，其繁殖通常以細胞分裂為主，當環(huán)境條件適宜，營養(yǎng)物質(zhì)豐富時，藻體的個體增長非常快速。淡水藻類植物分布十分廣泛，各種水域中均有。有些種類在淺水湖泊或小水體中大量繁殖，使水體呈現(xiàn)一定色彩，這一現(xiàn)象稱為“水華”。

二、浮游植物的主要特征

藻類植物沒有真正的根莖葉分化，整個植物體通常可以看作是簡單的葉，故又稱為葉狀體植物。藻類植物的整個藻體都有吸收營養(yǎng)、進行光合作用的能力。藻類植物的生殖單位是單細胞的孢子或合子。雖然有些高等藻類植物的生殖單位可以是多細胞構(gòu)成，但均直接參與生殖作用，不分為生殖部分和營養(yǎng)部分。藻類植物的生活史中，沒有在母體內(nèi)孕育著具有藻體雛形胚的過程。簡單地說，藻類就是無胚具葉綠素的自養(yǎng)葉狀體孢子植物。藻類與植物細胞結(jié)構(gòu)對比見圖1。

(衣藻)

(植物細胞)

圖1 藻類與植物細胞結(jié)構(gòu)對照

三、浮游植物的形態(tài)構(gòu)造

淡水藻類的體型多種多樣，有單細胞體、多細胞體和群體。單細胞體種類大都營浮游生活，為小型微觀藻類，藻體通常為球形、橢圓形、圓柱形、紡錘形、纖維形、新月形等。群體類型的種類常呈球狀、片狀、絲狀、樹枝狀或不規(guī)則形狀。藻類的形態(tài)以及群體中的細胞數(shù)目、排列方式、細胞間的相互關(guān)系在分類學上占有重要地位，如圖2所示。

圖2 示浮游植物的形態(tài)

藻體細胞都可以分為細胞壁和原生質(zhì)兩大部分，但有極少數(shù)種類沒有細胞壁。由于種類不同，細胞壁的組成成分也不一樣。比如綠藻門以及其它具有纖維質(zhì)細胞壁的種類，外層為膠質(zhì)，內(nèi)層為纖維質(zhì)；硅藻門的細胞壁主要是由硅質(zhì)組成，即外層為硅質(zhì)，內(nèi)層為果膠質(zhì)；黃藻門的細胞壁由果膠質(zhì)組成，常為兩瓣套合而成。

圖3 藻類的結(jié)構(gòu)

細胞壁是原生質(zhì)的分泌物，堅韌而具有一定的形狀，表面的各種紋飾、突起、棘、刺等對于單細胞體藻類營浮游生活有特殊意義。藻類的原生質(zhì)分化為細胞質(zhì)和細胞核。原生質(zhì)內(nèi)有色素、色素體、造粉核、同化產(chǎn)物等。

據(jù)生化分析，各大門的藻類植物均含有不同的色素。色素的種類是分類的重要依據(jù)。各類藻類植物均含有葉綠素、胡蘿卜素，但其它色素依種類不同而各異。也正是因為含色素不同，藻體所呈現(xiàn)的顏色也不相同。例如，綠藻門為鮮綠色，金藻門為金黃色，藍藻門多為藍綠色。同時，又因具有的色素不同，它們進行光合作用的產(chǎn)物也不相同，藍藻的光合作用產(chǎn)物為藍藻淀粉，金藻的光合作用產(chǎn)物為金藻素（白糖素）及脂肪，黃藻和硅藻的光合作用產(chǎn)物以脂肪為主，裸藻的光合作用產(chǎn)物為副淀粉，甲藻的光合作用產(chǎn)物為淀粉或淀物狀化合物，綠藻的光合作用產(chǎn)物為淀粉。

四、浮游植物的繁殖

藻類植物的生殖機能很強，通常以無性繁殖細胞分裂植物體分割和形成孢子。有性生殖不普遍也不經(jīng)常發(fā)生。

1. 無性繁殖

（1）細胞分裂（又叫營養(yǎng)生殖）。是由一個細胞連同細胞壁均分為兩個。分裂的方向，有的只有一個，有的有2～3個。在適宜的環(huán)境條件下，一個營養(yǎng)細胞均等地分裂成兩個同樣的子細胞，這種方法增加個體是非常迅速的。在群體和多細胞體的藻中，它的“植物體”也常常分裂為較小的群體或多細胞體，如圖4所示。

圖4 細胞分裂模式圖

（2）孢子繁殖。孢子的形成與細胞分裂不同，先是核的分裂，隨后為細胞質(zhì)的分裂。細胞質(zhì)的分裂有的是在細胞核分裂完畢后才發(fā)生，有的是隨核的每次分裂而分割，這樣分裂的結(jié)果，在一個母體內(nèi)可以形成2、4、8、16、32、64……個小細胞，這種細胞即是孢子。孢子離開母細胞后即成為新個體，這種繁殖方式稱為孢子繁殖。孢子繁殖模式見圖5。

圖5 孢子繁殖模式圖

有性生殖一般只在一定的條件下或生活史中某一時期才進行，比如生存條件不適宜時生成的孢子細胞壁增厚形成厚壁孢子，或在細胞內(nèi)另生被膜形成休眠孢子，經(jīng)過一段時間休眠生活條件適宜時又萌發(fā)為新的營養(yǎng)細胞，這樣可以保證藻類在該環(huán)境永續(xù)繁衍。

2.有性繁殖

有性生殖一般只在一定的條件下或生活史中的某一時期才進行。有性繁殖是由雄配子和雌配子結(jié)合成一個合子。合子形成以后，一般要經(jīng)過一段時期的休眠后才會生成一個新個體。有的藻類一個合子只生成一個新個體；有的種類則生成兩個或兩個以上的新個體。

雌雄配子形成合子有4種類型：

（1）同配生殖。雌、雄配子的形態(tài)大小都相同，即兩個同形的配子運動結(jié)合成合子，一個合子發(fā)育成一個新的個體。

（2）異配生殖。雌、雄配子的形態(tài)相似而大小不同，即大小不同的配子運動結(jié)合。

（3）卵配生殖。雌、雄配子的形態(tài)大小都不相同。卵子（雌配子）大不能運動，精子（雄配子）小而可以運動，具有鞭毛，兩個配子結(jié)合成合子。

（4）接合生殖。也稱為靜配生殖。它由兩個成熟的細胞發(fā)生接合管相接合或由原來的部分細胞壁相接合，在接合處細胞壁溶化，兩個細胞的內(nèi)含物或一個細胞的內(nèi)含物通過溶化處的接合管中或在另一個細胞中相接合而成合子。這種接合生殖方式是綠藻門接合藻目所特有的生殖方式。

致謝作者：梁洪

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