标题：单细胞藻类
简介
藻类是所有植物中最古老的。大多数藻类生活在水中。它们的结构非常简单，每个可见的个体都没有根、茎、叶的区别━━是一个叶状体。藻类的体形差异很大，如生活在海洋中的硅藻就非常小，它是浮游生物中的浮游植物，而海带属就是一群很大的海藻，这些褐色海藻可长达4米，而果囊马尾藻则可长达几十米。藻也有不同形状：一些呈简单的线状（直线的或有分支的），另一些是扁平的形状或球形，并有凸凹不平的边缘。单细胞藻类图片(5张)
无胚，自养，以孢子进行繁殖的低等植物。藻体为单细胞、群体或多细胞体，微小者须借显微镜才能看见，大者如马尾藻、巨藻等可长达几米、几十米到上百米。内部构造初具细胞上的分化而不具有真正的根、茎、叶。整个藻体是一个简单的含有叶绿素能进行光合作用的叶状体。藻类的生殖基本上是由单细胞的孢子或合子离开母体直接或经过短期休眠后萌发成新个体。[1]
分类和特征
藻类植物共约为2100属,27000种。根据所含色素、细胞构造、生殖方法和生殖器官构造的不同，分为绿藻门、 裸藻门、轮藻门、 金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、蓝藻门、褐藻门和红藻门。 
按色素的颜色划分，藻可分为3类：绿藻、褐藻和红藻。绿藻（如海莴苣和水绵）只有绿色色素━━叶绿素；褐藻（如墨角藻属植物）只有褐色和黄色色素；红藻则含有红色和蓝色色素。藻类用色素来获得能源，它们的生长也需要水和光。褐藻只能生长在海水中，绿藻和红藻也可以生长在淡水中。有些藻类设法离开了水，如绿球藻属生活在树皮或潮湿的旧墙上。[1]
绿藻门一般都呈草绿色，有单细胞、群体和多细胞种类，外形呈丝状、片状及管状等，还有多核胞的种类，形成如蕨类植物分枝的藻体。细胞壁主要为纤维素。色素体的形状、数目视种类而异。所含色素成分与高等植物相同。很多属、种的色素体上有蛋白核。繁殖方式为细胞分裂和产生各种类型的游动和不动孢子，有性生殖有同配、异配及卵配生殖等方式。游动细胞一般有 2或 4条顶生、等长的鞭毛。绿藻门中单细胞、群体和游动的种类为常见的浮游藻。石莼目、蕨藻目、管枝藻目及粗枝藻目均为大型底栖海藻。[1] 
裸藻门亦称眼虫藻门,多为单细胞，无细胞壁,有些种类有一层具弹性的表质膜，细胞可以伸缩改变形状，也有的种类有一个固定形状的囊壳。所含色素与绿藻门相似，有的种类无色或具红色素。游动细胞具1～3条顶生的鞭毛。无性繁殖为纵分裂，有性生殖少见。多数生长于含有机质丰富的小型静水水体中，尤其是暖季阳光充足时常大量繁生形成膜状水华，使水呈浓绿、红或其他颜色。[1] 
轮藻门所含色素和同化产物与绿藻相似。藻体大型、直立,中轴(茎)部分明显分化为节与节间,每个节上轮生小枝和侧枝。细胞单核。有性生殖器官发达，具藏精器和藏卵器，均生于小枝上。地下假根可行营养繁殖。丛生于水底、淡水或半咸水中，尤以稻田、沼泽、池塘、湖泊中更为常见，喜含钙质丰富的硬水和透明度较高的水体。[1] 
金藻门  多为单细胞或群体，游动种类多不具细胞壁；有壁的种类主要由果胶质组成，壁上有硅质或钙质的小片。色素体金褐色,除含叶绿素、胡萝卜素外,叶黄素主要为墨角藻黄素，还有硅藻黄素及硅甲黄素等。贮藏物为金藻昆布糖和油。繁殖时借分裂产生游孢子或内壁孢子；有性生殖主要为同配生殖。[1] 
黄藻门为单细胞、群体、多核管状体或多细胞的丝状体。许多种类的营养细胞壁由大小相等或不相等的两片套合组成。色素体黄绿色，主要成分是叶绿素、胡萝卜素和叶黄素。贮藏物为金藻昆布糖和油。营养细胞和生殖细胞具 2条不等长的鞭毛。繁殖时产生游孢子或不动孢子；少数行有性生殖，常为同配生殖。[1] 
硅藻门一般为单细胞，细胞壁含果胶质和二氧化硅,硅藻细胞形似小盒,由上壳和下壳两瓣套合而成，壳面上有花纹，还常有角状、刺状或刺毛状的突出物。色素体除含叶绿素和胡萝卜素外，还有硅藻素、墨角藻黄素等，贮藏物主要为油。通常以细胞分裂方法繁殖；有性生殖为不动配子的接合生殖或卵配生殖，合子发育经过复大孢子阶段。[1] 
甲藻门多数为具双鞭毛的单细胞个体，细胞壁含纤维素，常由许多固定数目的小甲板按一定形式排列组成，也有不具小甲板的。色素体除含叶绿素、胡萝卜素外，还含有几种叶黄素，如硅甲黄素、甲藻黄素及新甲藻黄素等，细胞呈棕黄色，也有粉红色或蓝色的。贮藏物为淀粉和油。腐生或寄生。有些种类细胞内有特殊的甲藻液泡和刺丝胞等构造。繁殖方法为细胞分裂或产生游孢子；有性生殖为同配或异配，但少见。 蓝藻门 旧称蓝绿藻门。无色素体、细胞核等细胞器，与细菌同属原核生物。藻体为单细胞、丝状或非丝状的群体，色素除叶绿素、胡萝卜素外还有几种特殊的叶黄素及大量的藻胆素。贮藏物以蓝藻淀粉为主。无色中央区仅含有相当于细胞核的物质，无核膜及核仁，称为“中央体”。生殖一般借细胞分裂，有些种类形成孢子。多喜生于含氮量高的碱性水体中，有的种类能在温度较高的温泉中生长。[1] 
褐藻门均为多细胞体，有些种类体型很大，构造也较复杂，最简单的是丝体状。色素体呈褐色，除含叶绿素及胡萝卜素外，还含大量墨角藻黄素。贮藏物为褐藻淀粉及甘露醇。以产生游孢子或不动孢子繁殖，有性生殖为同配、异配或卵配。游动细胞梨形，侧生两根不等长的鞭毛，多数种类有世代交替。许多大型褐藻为冷水性海藻，资源颇丰富。海带在中国北部及东南沿海已大量人工养殖。[1] 
红藻门绝大多数为多细胞体，体长从几厘米到数十厘米。一般为紫红色，也有褐色或绿色的。除含叶绿素和胡萝卜素外，还含有藻胆素(藻红素及藻蓝素)。贮藏物为红藻淀粉。繁殖方法为产生孢子和卵配生殖，都不具鞭毛。有性生殖过程复杂,雌性生殖器称为果胞,其前端有一延长部分称为受精丝，精子附着受精丝上受精。大多数红藻都有世代交替。 分布和生态习性 藻类分布的范围极广，对环境条件要求不严，适应性较强，在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋，而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方。从热带到两极，从积雪的高山到温热的泉水，从潮湿的地面到不很深的土壤内，几乎到处都有藻类分布。除轮藻门外的各门藻类都有海生种类。[1] 
根据不同的生态习性，藻类可分为浮游藻和底栖藻。浮游藻是在水中漂浮生活的小型藻类，包括硅藻、甲藻、金藻、黄藻、隐藻、裸藻和蓝藻等门及绿藻门的单细胞种类。绿藻门的其他种类尤其是褐藻门和红藻门的种类，全为大型多细胞的海洋底栖藻。底栖藻和陆生植物一样，需要固定的生长基层。一般分布在沿岸、潮间带或浅水的底质上。藻类根据生长地域又可分为淡水藻、 海藻、盐水藻、流水生藻、气生藻、土壤藻、温泉藻、冰雪藻和附生藻等。[1] 
生长习性
温度是影响藻类地理分布的主要因素。海藻根据生长地点温度的差异可分为3种类型:①冷水性种。生长和生殖最适温小于4℃，其下又可分为适温为0℃左右的寒带种及适温为0～4℃的亚寒带种。②温水性种。生长和生殖的最适温为4～20℃，其下又可分为适温为4～12℃的冷温带种和适温为12～20℃的暖温带种。③暖水性种。生长和生殖适温大于20℃，又可分适温为20～25℃的亚热带种及适温大于25℃的热带种。多数海藻对温度的适应能力不强，因此在海水温度变化大的海区，一年中种类的变化很大，冬天有冷水性藻类，夏天有温水性藻类，它们能在较短的适温时间内完成生命周期。但有些底栖海藻对温度变化的适应能力很强，如石莼几乎在世界各地都能全年生长。淡水藻中多数硅藻和金藻类在春天和秋天出现，属于狭冷性种；有些蓝藻和绿藻仅在夏天水温较高时出现，为狭温性种。 
光照是决定藻类垂直分布的决定性因素。水体对光线的吸收能力很强，湖泊10米深处的光强仅为水表面的10%；海洋100米深处的光强仅为水表面的1%；而且由于海水易于吸收长波光，还造成各水层的光谱差异。各种藻类对光强和光谱的要求不同，绿藻一般生活于水表层，而红藻、褐藻则能利用绿、黄、橙等短波光线，可在深水中生活。 
水体的化学性质也是藻类出现及其种类组成的重要因素。如蓝藻、裸藻容易在富营养水体中大量出现，并时常形成水华；硅藻和金藻常大量存在于山区贫营养的湖泊中；绿球藻类和隐藻类在小型池塘中常大量出现。
此外，生活于同一水域的各藻类相互间的影响对它们的出现和繁盛也有重要作用，某些藻类能分泌物质抑制其他藻类的形成和发展。[1] 
经济意义
藻类在经济上的重要性主要表现在：①藻类通过光合作用固定无机碳，使之转化为碳水化合物，从而为水域生产力提供基础。海洋浮游藻的总生产力估计每年为31×10的九次方吨碳。在食物链的转换中，1千克鱼肉约需100～1000千克浮游藻,因此浮游藻类资源丰富的海区都是世界著名渔场所在地，而浮游藻类的产量就成为估算海洋生产力的指标。②在池塘鱼类养殖中一般根据水色判断水质，而水色是由藻类的优势种及其繁殖程度决定的。如血红眼虫藻占优势种时表现红色水华，说明水质贫瘦;衣藻占优势时呈墨绿色水华且有粘性水泡,表示水质肥沃；微囊藻与颤藻、鱼腥藻占优势时池水呈铜锈色纱絮状水华，味臭有害于鱼；蓝裸甲藻占优势形成的蓝色水华是养殖鲢、鳙、鲤、鲫、非鲫高产鱼池的典型水质之一，但繁殖过盛也会使水质恶化造成鱼类泛池。此外，扁藻、杜氏藻、小球藻等单细胞藻类蛋白质含量较高，是贝类、虾类和海参类养殖的重要天然饵料。③固氮蓝藻是地球上提供化合氮的重要生物，也是可利用的重要生物氮肥资源。目前已知固氮蓝藻有120多种,在每公顷水稻田中固氮量达16～89千克。④褐藻门的海带、裙带菜，红藻门的紫菜,蓝藻门的发菜,绿藻门的石莼和浒苔等都是重要的食用藻类。⑤藻类在工业上的用途主要是提供各种藻胶。褐藻门的海带、昆布、裙带菜、鹿角菜、羊栖菜等除供食用外，可作为提碘、甘露醇及褐藻胶的原料。巨藻、泡叶藻及其他马尾藻也可作为提取褐藻胶的原料。褐藻胶在食品、造纸、化工、纺织工业上用途广泛。从石花菜、江蓠、仙菜等可提取琼胶用作医药、化学工业的原料和微生物学研究的培养剂。从红藻门的角叉藻、麒麟菜、杉藻、沙菜、银杏藻、叉枝藻、蜈蚣藻、海萝和伊谷草等藻类中，可提取在食品工业上有广泛用途的卡拉胶。 
此外，藻类还可用于污水净化和作为测量海流的指示生物，在使自然界中无生物地区转化为适合生物生长的地区等方面也有重要作用。
藻类进行繁殖的方法多种多样，并且非常复杂。一种长在岩石上的褐藻━━墨角藻就是一个典型的例子。墨角藻可以是雄性或雌性的，或者同时既是雄性又是雌性的。在一定时间，叶状体的边缘出现膨胀，包住用来生产繁殖细胞（或叫配子）的繁殖器官，而生产出来的繁殖细胞被释放到水中，在水中受精，即雄配子和雌配子融合，形成单个细胞━━受精卵，再由受精卵长成新的植物。
中国学者一般将藻类分为11门：蓝藻、红藻、隐藻、甲藻、金藻、黄藻、硅藻、褐藻、裸藻、绿藻、轮藻。[1]
培养方法
培养方法（一）单细胞藻类，简称单胞藻，因藻体微小，又称微藻。单胞藻具有利用太阳光能效率高、营养丰富、生长繁殖迅速、对环境的适应性强和容易培养等重要特性，因而受到重视。单胞藻的应用主要是直接作为水产经济动物幼体（如大多数贝类的幼虫、虾类的蚤状幼体和糠虾幼体、海参类的樽形幼体等）和成体的饵料。其次，单胞藻可用于培养动物性生物饵料（如轮虫、枝角类、桡足类等），再以动物性生物饵料投喂，作为水产经济动物物幼体（如虾类的糠虾幼体、仔虾；蟹类的蚤状幼体、大眼幼体；鱼类的仔鱼、稚鱼等）的饵料，单胞藻起到了“间接饵料”的作用。此外，单胞藻在光合作用过程中能放出大量氧气并吸收水中的富营养化成分，起到净化水质的作用，同时还可提高虾、蟹、鱼类育苗的成活率。
单胞藻的培养过程可分为容器、工具的消毒，培养液的制备，接种和培养四个步骤。
一、容器、工具的消毒
1.加热消毒法该法是利用高温杀死微生物的方法。不能耐高温的容器和工具，如塑料和橡胶制品等不能用加热法消毒。
（1）直接灼烧灭菌此法可直接把微生物烧死，灭菌彻底，但只适用于小型金属或玻璃工具的消毒。
（2）煮沸消毒用水煮沸消毒，一般煮沸5分钟～10分钟，适用于小型容器、工具的消毒。
（3）烘干箱消毒亦称为恒温干燥箱消毒法。
2.化学药品消毒法在生产性大量培养中，大型容器、工具、玻璃钢水槽和水泥池，一般用化学药剂消毒。
（1）酒精浓度为70%的酒精常用于中、小型容器的消毒。用纱布蘸酒精在容器、工具的表面涂抹，10分钟后，用消毒水冲洗两次即可。酒精是一种较理想的消毒药品。
（2）高锰酸钾消毒时按300ppm配成高锰酸钾溶液，把洗刷洁净的容器、工具放在溶液中浸泡5分钟，取出，再用消毒水冲洗2次～3次即可。
二、培养液的制备
单胞藻的培养液（液体培养基）是在消毒海水（或淡水）中加入各种营养物质配制而成。
1.海水的消毒
（1）加热消毒法把经沉淀或沉淀后再经砂滤的海水，在烧瓶或铝锅中加温消毒，一般加温达90摄氏度左右维持5分钟或加热达到沸腾即停止加温。海水加热消毒后要冷却，在加入肥料前须充分搅拌，使海水中因加温而减少的溶解气体的量恢复到正常水平。
（2）过滤消毒法把经沉淀的海水，经过砂滤装置过滤，可把大型的生物和非生物除去，再经陶瓷过滤罐过滤，可除去微小生物。
（3）次氯酸钠消毒法在每立方米的海水中加入含有效氯20ppm的次氯酸钠，充气10分钟，停气，经6小时～8小时的消毒后，每立方米水体加入硫代硫酸钠25克，强充气4小时～6小时，然后用硫酸-碘化钾-淀粉试液测定海水中无余氯存在即可使用。
2.配制培养液可据培养藻类对营养的要求，选用合适的配方。[2]
培养方法（二）一、接种
培养液配好后应立即进行接种培养。接种就是把选为藻种的藻液接入新配好的培养液中。1．藻种的质量一般要求选取无敌害生物污染、生活力强、生长旺盛的藻种培养。藻液的外观应颜色正常、无大量沉淀和无明显附壁现象。2．藻种的数量在三角烧瓶和细口玻璃瓶培养的藻种，接种的藻液容量和新配培养液量的比例为1：2～1：3，一般一瓶藻种可接3瓶～4瓶。中继培养和大量生产培养一般以1∶10～1∶20的比例培养较适宜。培养池容量大，可采取分次加培养液的方法，第一次培养水量为总水量的60%左右，培养几天后，藻细胞已经繁殖到较大的密度，可再加培养液40%继续培养。3．接种的时间一般来说，接种的时间最好是在上午的8时～10时，不宜在晚上接种。上午接种可以吸取上浮的运动力强的藻细胞做藻种，弃去底部沉淀的藻细胞，起到择优的作用。
二、培养
1．日常管理工作（1）搅拌和充气在单细胞藻的培养过程中，必须搅拌或充气。摇动和搅拌每天至少进行3次，定时进行，每次半分钟。培养过程中一般通入空气，可全天充气或间歇充气。（2）调节光照一般室内培养可尽量利用近窗口的漫射光，防止强光直射，光照过强时可用竹帘或布帘遮光调节。室外培养池一般应有棚式活动白帆布蓬调节光照。阴雨天光照不足时，可短期利用人工光源补充。（3）调节温度在培养过程中夏天应注意通风降温，冬天北方室内应采取水暖、气暖等方法提高室温，还应防止昼夜温差过大。（4）注意酸碱度的变化在培养过程中，测定藻液pH值的变化，掌握其变化规律，采取措施，防止超出适应范围是非常值得重视的一项工作。如果pH值过高或过低，可用盐酸或氢氧化钠调节。（5）防虫防雨傍晚，室外开放式培养的容器须加纱窗或布盖，防止蚊子进入培养容器中产卵，早上应把布盖打开。大型培养池无法加盖，可在早晨把浮在水面的黑米粒状的蚊子卵块以及其他侵入的昆虫用小网捞掉。下雨时应防止雨水流入培养池；刮大风时应尽可能避免大量泥尘和杂物吹入培养池。
2．对培养藻类生长情况的观察和检查在日常培养工作中，每天上、下午必须定时作一次全面观察，必要时可进行显微镜检查，掌握藻类的生长情况。[3]
与原生动物的区别
原生动物体一般由一个细胞构成，故又称单细胞动物。它们没有多细胞动物体那样的器官系统，感应、运动、营养、呼吸、排泄、生殖等生活机能全在这一个细胞内，由不同的细胞器来完成。 
原生动物门有四个纲，即鞭毛纲、肉足纲、孢子纲和纤毛纲。其中，鞭毛纲中的植鞭亚纲的种类的细胞内有进行光合作用场所，即叶绿体，如绿眼虫。由于，只有真核生物才具有除核糖体之外的细胞器，所以原生生物虽然个体只由一个细胞构成，但也属真核生物界的。 
单细胞藻类顾名思义，也是由一个细胞构成的。蓝细菌是我们熟知的单细胞藻类，即蓝藻。正因为它体内有能进行光合作用的色素，能行光合作用自己制造有机物，因而得名以“蓝藻”。蓝细菌是一类能进行光合作用的细菌，而细菌是原核生物界的。许多大型藻类都是真核生物界，所以藻类物质即有原核生物又有真核生物，而原生动物属于真核生物。可能它们的区别就在于此吧！[4]