浮 游 植 物 （Phytoplankton）,参考文献,1 R.E.李著；段德麟等译.藻类学.北京：科学出版社，2012 2胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类-系统、分类及生态.北京：科学出版社，2006 3 刘建康.高级水生生物学.北京：科学出版社，1999 4 吴国芳.植物学（第二版）.北京：高等教育出版社，1992.4 5 浙江省主要常见淡水藻类图集：饮用水水源.北京：中国环境科学出版社，2010.11 6 周凤霞，陈剑虹.淡水微型生物与底栖动物图谱第二版.化学工业出版社，2011.4,目录,一、浮游植物的概念 二、浮游藻类的种类及主要特征 三、主要类别的具体分类、分类依据及代 表藻类 四、浮游藻类生态分布及意义,4,一、浮游植物的概念,浮游生物（plankton）：在海水或淡水中能够适应悬浮生活的动植物群落，易于在风和水流作用下作被动运动。分为浮游植物（phytoplankton）和浮游动物（zooplankton）。,浮游植物（即自养浮游生物）：它不是分类学单位，是生态学单位。所有生活在水中营浮游生活的微小植物，通常就指浮游藻类。,二、浮游藻类的种类及主要特征,1.藻类分类 2.主要的浮游藻类 3.浮游藻类主要特征,1.藻类分类,1.藻类分类,无鞭毛,细胞质中含有内共生蓝藻而非叶绿体,原核 类囊体,质体退化为无色,甲板,无细胞壁 眼点,淀粉 眼点,一流苏状鞭毛+一尾鞭状鞭毛,两尾鞭状鞭毛,两茸鞭状鞭毛,显著区分特征,2.主要的浮游藻类,浮游藻类,蓝藻门 - 蓝藻纲,绿藻门,裸藻门 - 裸藻纲,甲藻门 - 甲藻纲,隐藻门 - 隐藻纲,普林藻门 - 普林藻纲,异鞭藻门,金藻纲硅藻纲黄藻纲,真绿藻纲轮藻纲 石莼纲 绿藻纲,9,胶群体型,鞭毛型,丝状体型,球胞型,3.浮游藻类主要特征（藻类的分类鉴定依据）,（1）浮游藻类的体型：,10,细胞壁 细胞壁的有无，化学成分和构造，各门类不尽相同。 裸藻、隐藻，部分甲藻和金藻无细胞壁； 大多数藻类的细胞壁主要由纤维素和果胶质组成；硅藻的主要成分为SiO2和果胶质； 一个细胞的细胞壁多为一个完整整体，但硅藻细胞壁为两个“”形节片套合而成，黄藻常为为两个“H”形节片组合而成，而甲藻的细胞壁则是由许多小板片拼合组成的。,核 除蓝藻细胞无典型的细胞核外，其余各门藻类的细胞大多具有一个细胞核，少数种类具有多个细胞核。,（2）浮游藻类的细胞结构,11,色素（pigment）和色素体（chromoplast ）,色素成分可分为4大类：叶绿素、胡萝卜素、叶黄素和 藻胆素。各门藻类因所含色素不同，因此藻体呈现的颜色也 不同。 除蓝藻外，色素均位于色素体内。色素体是藻类光合 作用的场所，形态多样，有杯状、盘状、星状、片状、板状 和螺旋带状等。色素体位于细胞中心（称轴生）或位于周边， 靠近周质或细胞壁（称周生）。,贮藏物质,由于各门藻类的色素成分与比例不同，所以光合作用同化产物及转化的贮藏物质也不相同。,12,杯状色素体,盘状色素体,星状色素体,片状色素体,螺旋带状色素体,板状色素体,13,鞭毛（flagellum） 除蓝藻和红藻外，其余各门藻类均有营养细胞和生殖细胞均具鞭毛或仅生殖期具鞭毛的种类。鞭毛的数目、长短、着生位置等各门有所不同。,a.隐藻门 b.异鞭藻门 大多数种类 c.异鞭藻门硅藻纲 d.普林藻门 e.绿藻门 f.甲藻门 g.裸藻门 h.异鞭藻门真眼点藻纲 i.j.绿藻门,眼点-趋光性 绿藻：大部分借鞭毛做趋光运动的细胞都含有一个眼点，其眼点位于叶绿体内，一般位于鞭毛基部附近靠前的位置。 裸藻：眼点不受叶绿体约束，位于细胞前端。,三、主要类别的具体分类、分类依据及代表藻类,1.浮游藻类主要类别分类及依据 蓝藻门 绿藻门 裸藻门 甲藻门 隐藻门 异鞭藻门 2.代表藻类,蓝藻门有一纲：蓝藻纲，下分三目。,蓝藻门,1.蓝藻门分类及依据,颤藻,微囊藻,鱼腥藻属Anabaena (项圈藻),螺旋藻,19,异形胞 &伪空胞 异形胞（Heterocyst）：念珠藻目所特有的变态营养细胞,是一种缺乏光合结构、通常比普通营养细胞大的厚壁特化细胞。异形胞中含有丰富的固氮酶，为蓝藻固氮的场所。,伪空胞：为两端呈锥形的具单层蛋白质膜的空管成束排列所组成,主沉浮及遮光。,蓝藻中常见的浮游种类有微囊藻、颤藻、螺旋藻、鱼腥藻和束丝藻等属中的种类。,2.蓝藻门代表藻类,微囊藻,颤藻,鱼腥藻,螺旋藻,色球藻,束丝藻,1.绿藻门分类及依据 绿藻门中3个重要的纲分别是轮藻纲、石莼纲和绿藻纲。原始状态为鳞片，随着进化的延续，鳞片逐渐叠合成一完整的细胞覆盖物。,绿藻门 Chlorophyta,轮藻纲最原始的藻类,2.绿藻门代表藻类,衣藻,盘藻(Gonium)4-32个cell,团藻(Volvox),双星藻,水绵,转板藻,栅藻(Scenedesmus),月牙藻,纤维藻,盘星藻,盘星藻(Pediastrum),鼓藻,裸藻门,1.裸藻门分类及依据 裸藻门下一纲-裸藻纲，下分三目。,异丝藻目,2.裸藻门代表藻类,双鞭藻目 双边藻（c） 裸藻目 裸藻属（a） 变胞藻属（b） 囊壳藻属（d）扁裸藻属（e）,甲藻门Pyrrophyta,1.甲藻门分类及依据,甲藻门仅有一纲即甲藻纲。本纲有四个目。,原甲藻目：细胞壁纵向分成两半，没有腰带，细胞顶端有两根鞭毛。 鳍藻目：细胞壁纵向分成两半，有腰带，上锥体比下锥体小得多，细胞有复杂甲板延伸物。 多甲藻目：运动细胞以腰带将细胞分成上锥体和下锥体，具有相对较厚的甲板。 裸甲藻目：运动细胞以腰带将细胞分成上锥体和下锥体。甲板较薄或退化成空囊。,2.甲藻门代表藻类,原甲藻目 鳍藻目,原甲藻,甲藻是指具有双鞭毛的单细胞集合群植物，形状不定。常分布于淡水和海水中，有些甲藻的活动是有害的，它们的生存会带有一些特殊的气味。有的则可以形成“红潮”和“藻,多甲藻目-多甲藻,裸甲藻目-裸甲藻,裸甲藻目-夜光藻,多甲藻目-角甲藻,隐 藻 门,1.隐藻门分类及依据 隐藻门一纲-隐藻纲，分三目: 杯胞藻目:细胞无色且没有质体。 隐鞭藻目：细胞微红色，叶绿体中含有Cr-藻红蛋白。 蓝隐藻目：细胞蓝绿色，叶绿体中含有Cr-藻蓝蛋白。 2.代表藻类,异鞭藻门 （通常具有一条前端呈流苏状,后端呈尾鞭状的鞭毛）,金藻纲 黄藻纲 硅藻纲,金藻纲,1.金藻纲分类及依据 金藻纲可分为三目： 色金藻目：细胞裸露、能运动，鞭毛着生到细胞的前端。 小盾藻目：无鞭毛，细胞壁硅化，由5个或8个小板组成。 金胞藻目：细胞裸露、能运动，具有侧面插入的鞭毛和一眼点，具有游动孢子。,2.代表藻类,金胞藻目,黄藻纲,1.黄藻纲分类及依据 分四目，主要特征如下： 柄球藻目：小的球菌状细胞。 黄丝藻目：丝状体，单核细胞。 气球藻目：球形多核的叶状体，具有无色假根。 无隔藻目：丝状体，多核细胞。,2.代表藻类,柄球藻,假拟柱杆藻,无隔藻,气球藻,硅藻纲,硅藻类的显著特征是具有高度硅质化的细胞壁，壳体由上下两个半壳套合而成，其壳面具有各种细致的花纹。 1.硅藻纲分类及依据,小环藻,直链藻,2.硅藻纲代表藻类,羽纹藻,脆杆藻,舟形藻,异极藻,桥弯藻,四、浮游植物的生态分布及意义,海水和淡水都含有大量的浮游植物种类。海洋中种类主要是硅藻和甲藻类群，而淡水中没有哪一类藻类特别占优势，总体上是硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻、金藻和黄藻的混合体。普林藻门（定鞭藻门）种类非常少见，而裸藻一般只在小型水体中占优势。,淡水中有两类明显的群从： 寡营养水体：金藻、鼓藻占优势； 富营养水体：硅藻、蓝藻和绿藻占优势。,1.浮游植物的生态分布,硅藻一直以来是一种重要的环境监测指示物种，常被用于水质研究。 金藻大多生长在透明度大、温度较低、有机质含量少的清水水体中，对水温的变化较敏感，冬季、早春、晚秋生长旺盛。,水环境的异质性决定了浮游植物的时空分布，如：温度、光照强度、水动力学特性、营养物可利用性等。 垂直分布 由于不同深度水层所接受的光照强度以及水体热力学状态的明显差异，导致浮游藻类有垂直分层现象。,2.浮游植物的时空分布,抚仙湖-昆明市东南约60km，面积211km2，最大深度155m，为中国的第三深水湖 浮游植物垂直分布的季节变化： 1月份，浮游植物的垂直分布不明显湖水垂直稳定度小，水体混合交换强烈，上下层水温较均匀，没有温跃层 4月份，开始出现温跃层但较弱浮游植物较均匀地分布在40m以浅的水层中，40m以深数量很少 7月份，浮游植物上、下层分布显著更集中于上层，下层数量极少 10月份，温跃层位置逐渐下降浮游植物向下移动，下层数量开始增多 随着气温继续下降，至一月份温跃层消失，浮游植物的分布又恢复到上、下层较均匀的状态,抚仙湖浮游藻类数量(104个)垂直分布的季节变化,温度分层加剧,上层混合程度增加,藻数量增加,沿岸带河口区敞水带(湖心区) 沿岸带有来自地表泾流的外源营养和明显的水体混合，是藻数量大的主要原因；河口区由于有来自湖水携带的外源营养的补充，营养较丰富，藻数量也较高；敞水带尽管湖底积聚着大量的营养物质，但由于较深或分层的缘故，藻数量少,水平分布,受水体营养状态 、风等影响。,（1）藻类可作为水污染的指示生物,藻类对有机质和其他污染物敏感性不同，因而可以用藻类群落组成来判断水质状况。藻类进行光合作用，能放出氧气，促进细菌的活动，以加速废水中有机物的分解。藻类、细菌和原生动物等组成的生物膜，对水体有机物的分解、水体净化和判断水质好坏均具有一定的作用。泥生颤藻 O. limosa是水体污染的指示生物。 蓝藻在自然界在分布很广，凡是潮湿、有光照的地方都能生长，蓝藻多喜生于有机质丰富的碱性水体中，湖泊中以表层水及近岸部分较多，在我国南方水体常年可见。 在温暖、阳光充足的季节，富含营养的水体常见蓝藻过盛繁殖，形成水华 。 微囊藻水华极为常见，它是水体富营养化的标志。 在光照和水温适宜时，甲藻能够在短时期内大量繁殖，与硅藻一样为海洋动物的主要饵料，故有“海洋牧草”之称。但也时常由于突然死亡而造成毒害，常称为“赤潮”，引起鱼虾死亡。,2.意义,49,Microcystis sp.,51,（2） 藻类的渔业和工农业价值 渔业：浮游藻类在水体中是鱼类和其他经济动物的直接或间接的饵料（螺旋藻、硅藻和绿藻的种类）基础,与渔业生产有十分密切的关系。但海水中由于某种或多种浮游生物（大多为浮游植物）在一定环境条件下暴发性繁殖或高度聚集，而引起的赤潮对渔业有害。随着沿海工农业生产的发展，海区的富营养化和水污染渐趋严重，给渔业生产造成巨大损失，海洋生态平衡也受到破坏，且破坏滨海旅游业和危害人类健康。如有些硅藻（如根管藻）生殖太盛并密集在一起，可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线，降低渔获量。 工业原料：硅藻死后，它们坚固多孔的外壳细胞壁也不会分解，而会沉于水底，经过亿万年的积累和地质变迁成为硅藻土。硅藻土可被开采，在工业上用途很广-吸附剂、滤过剂、磨光剂 农业：肥料；固氮 蓝藻类有些种类具有固氮能力，特别是具有异形胞的种类。国内 外正在从事利用蓝藻固定游离氮的研究，为农作物的肥源寻找新的途 径。如稻田中接种培养固氮蓝藻-满江红鱼腥藻A. azollae (与满江红共生)可增加水稻产量。,（3）医药保健和食用价值 医药保健：藻胶酸，牙模型。螺旋藻，富含氨基酸、维生素等，具有减轻癌症放疗、化疗的副效应，提高免疫能力、降低血脂等功效。 食用：发菜、葛仙米。,53,54,发菜（发状念珠藻）：蓝藻门念珠藻属中陆生藻类。,55,葛 仙 米(Pogostemon auricularius(L.) 拟球状念珠藻),