摘要:藻類(lèi)植物是一群古老的植物,對(duì)環(huán)境條件要求不高,適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng),在各生態(tài)系統(tǒng)中幾乎都有分布。高中生物人教版新教材中也多次出現(xiàn)“藻類(lèi)”植物,雖然都帶“藻”字,但它們的分類(lèi)地位卻不同,總結(jié)了高中生物教材中出現(xiàn)的“藻類(lèi)”植物,從不同的分類(lèi)地位入手,系統(tǒng)介紹了其特點(diǎn)、生長(zhǎng)環(huán)境以及在生活中的應(yīng)用價(jià)值。深入了解“藻類(lèi)”植物相關(guān)的知識(shí),將有助于學(xué)生對(duì)教材內(nèi)容的掌握及實(shí)驗(yàn)原理的理解。
關(guān)鍵詞:“藻類(lèi)”植物;原核生物;真核生物;生物教學(xué)
一、“藻類(lèi)”植物簡(jiǎn)介
藻類(lèi)植物是地球上出現(xiàn)最早的綠色生物,據(jù)化石記錄大約在35億~33億年前,在地球上的水體中首先出現(xiàn)了原核藍(lán)藻。藻類(lèi)植物對(duì)環(huán)境條件要求不高,適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng),可在營(yíng)養(yǎng)缺乏、光照強(qiáng)度微弱的環(huán)境中生長(zhǎng)。在地震、火山爆發(fā),洪水泛濫后形成的新鮮無(wú)機(jī)質(zhì)上,它們是最先的居住者,是新生活的先鋒植物之一。藻類(lèi)植物一般都具有進(jìn)行光合作用的色素,能利用光能把無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物,供自身需要,是能獨(dú)立生活的一類(lèi)低等植物。藻類(lèi)在形態(tài)上是千差萬(wàn)別的,小的只有幾微米,必須在顯微鏡下才能看到;體型較大的肉眼可見(jiàn),最大的體長(zhǎng)可達(dá)60米以上?;旧蠜](méi)有根、莖、葉的分化,因此藻類(lèi)植物的藻體也稱(chēng)為葉狀體。正是由于藻類(lèi)植物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易培養(yǎng),在高中生物實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常作為理想材料運(yùn)用。
二、“藻類(lèi)”中的原核生物
人教版高中生物必修一第一章“走近細(xì)胞”一節(jié)中講到原核細(xì)胞和真核細(xì)胞,經(jīng)歸納原核細(xì)胞有“三菌三體”,“三菌”指的是細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌(藍(lán)藻);“三體”指的是支原體、衣原體、立克次氏體。藍(lán)藻是單細(xì)胞生物,沒(méi)有細(xì)胞核,但細(xì)胞中央含有核物質(zhì),通常呈顆粒狀或網(wǎng)狀,染色質(zhì)和色素均勻地分布在細(xì)胞質(zhì)中。核物質(zhì)沒(méi)有核膜和核仁,但具有核的功能,含有環(huán)狀的DNA分子,故稱(chēng)其為原核(或擬核)。在藍(lán)藻中還有一種環(huán)狀DNA——質(zhì)粒,在基因工程中擔(dān)當(dāng)了運(yùn)載體的作用。唯一的細(xì)胞器是核糖體,在電子顯微鏡下觀察,有單條規(guī)律排列的光合片層,上面有進(jìn)行光合作用的藻藍(lán)素和葉綠素,所以藍(lán)藻是一類(lèi)沒(méi)有葉綠體但能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物。筆者歸納總結(jié)了教材必修一P9中出現(xiàn)的原核“藻類(lèi)”如下:①藍(lán)球藻。分類(lèi)地位:藍(lán)藻門(mén)色球藻科色球藻屬藍(lán)球藻;特點(diǎn):細(xì)胞球形、半球形。一般由2、4、8、16或更多細(xì)胞(很少超過(guò)64或128個(gè)細(xì)胞)所組成的群體;生長(zhǎng)環(huán)境:浮游生活于湖泊、池塘、水溝,有時(shí)也生活在濕地上、樹(shù)干或滴水的巖石上。②顫藻。分類(lèi)地位:藍(lán)藻門(mén)顫藻科顫藻屬顫藻;特點(diǎn):絲狀的藍(lán)線菌,細(xì)胞短圓柱狀,表面有黏液鞘,顯微鏡下可見(jiàn)絲狀構(gòu)造前后運(yùn)動(dòng);生長(zhǎng)環(huán)境:生于濕地或淺水中。③念珠藻。分類(lèi)地位:藍(lán)藻門(mén)顫藻目念珠藻屬念珠藻;特點(diǎn):藻體由一列細(xì)胞組成不分枝的絲狀體,排成一行如念珠狀。此類(lèi)藻有的可作食用,如發(fā)菜、螺旋藻等;有許多能固氮,可作為生物肥源,如魚(yú)腥藻等。生長(zhǎng)環(huán)境:生長(zhǎng)于淡水湖、潮濕土壤上或石上。
三、“藻類(lèi)”中的真核生物
“藻類(lèi)”中除藍(lán)藻門(mén)屬于原核生物外,其他都屬于真核生物,分類(lèi)上有低等和高等。但其中也有一些帶“藻”字的植物卻不是低等的藻類(lèi)植物,如黑藻、金魚(yú)藻、伊樂(lè)藻、貍藻、狐尾藻等不是藻類(lèi),而是被子植物。下面列出課本中出現(xiàn)的“藻類(lèi)”如下:(1)硅藻。分類(lèi)地位:硅藻門(mén)硅藻;特點(diǎn):一類(lèi)具有色素體的單細(xì)胞植物,常由幾個(gè)或很多細(xì)胞個(gè)體連結(jié)成各式各樣的群體。硅藻的形態(tài)多種多樣。 硅藻常用一分為二的繁殖方法產(chǎn)生;生長(zhǎng)環(huán)境:最重要的浮游生物,分布極其廣泛。在世界大洋中只要有水的地方,一般都有硅藻的蹤跡,尤其是在溫帶和熱帶海區(qū)。(2)黑藻。分類(lèi)地位:?jiǎn)巫尤~植水鱉目水鱉科黑藻;特點(diǎn):沉水草本有根、莖、葉、花、果實(shí)和種子,根扎于水底泥中,莖細(xì)長(zhǎng),葉較短,有冬芽,生于小枝頂端,脫落后即行無(wú)性生殖。夏季開(kāi)花,花呈淡綠色,雌雄異株;生長(zhǎng)環(huán)境:生于靜水池沼中,我國(guó)各地均有分布,全草可做飼料。(3)傘藻。分類(lèi)地位:綠藻門(mén)絨枝藻科傘藻屬傘藻;特點(diǎn):藻體鈣化,有一條直立而不分枝的主軸。海生的單細(xì)胞藻類(lèi),細(xì)胞長(zhǎng)2~5 cm,可分為“帽”、柄和假根3部分,細(xì)胞核在基部;生長(zhǎng)環(huán)境:生長(zhǎng)在內(nèi)灣的中、低潮帶有泥沙覆蓋的石塊或貝殼上。(4)輪藻。分類(lèi)地位:輪藻綱輪藻目輪藻屬麗藻屬輪藻;特點(diǎn):大型沉水植物體具有類(lèi)似根、莖、葉的分化。莖有節(jié)和節(jié)間之分,在節(jié)上輪生有相當(dāng)于葉的小枝,有些種類(lèi)體外被有鈣質(zhì)或膠質(zhì);生長(zhǎng)環(huán)境:多生于鈣質(zhì)豐富、有機(jī)質(zhì)較少、呈微堿性的淡水或半咸水中,特別是在透明度大,少浮葉植物生長(zhǎng)的淺水湖、池塘、沼澤中,常大量生長(zhǎng)。(5)水棉。分類(lèi)地位:綠藻門(mén)綠藻綱雙星藻科水棉;特點(diǎn):由一列細(xì)胞構(gòu)成的不分枝的絲狀體,細(xì)胞圓柱形,葉綠體呈螺旋式帶狀便于觀察;生長(zhǎng)環(huán)境:常見(jiàn)的淡水綠藻,在小河、池塘、溝渠或水田等處均可見(jiàn)到。(6)小球藻。分類(lèi)地位:綠藻門(mén)色球藻目小球藻屬小球藻;特點(diǎn):?jiǎn)渭?xì)胞浮游種類(lèi),細(xì)胞微小,圓形或略橢圓形,細(xì)胞壁??;生長(zhǎng)環(huán)境:生活于含有機(jī)質(zhì)的小河、溝渠、池塘等水中,在潮濕的土壤上也有分布。(7)柵藻。分類(lèi)地位:綠藻門(mén)綠球藻目柵藻屬柵藻;特點(diǎn):細(xì)胞形狀通常是橢圓形或紡錘形,由多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的群體;生長(zhǎng)環(huán)境:淡水中常見(jiàn)的浮游藻類(lèi),極喜在營(yíng)養(yǎng)豐富的靜水中繁殖,分布極廣。(8)團(tuán)藻。分類(lèi)地位:綠藻門(mén)綠藻綱團(tuán)藻屬團(tuán)藻;特點(diǎn):由數(shù)百至上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞,排列成1層空心球體,細(xì)胞形態(tài)和衣藻相同,個(gè)細(xì)胞間有原生質(zhì)絲相連;生長(zhǎng)環(huán)境:淡水池塘或臨時(shí)性積水中較為多見(jiàn)團(tuán)藻,具有吸收和富集放射性物質(zhì)的能力,對(duì)凈化水質(zhì)有一定意義。
四、“藻類(lèi)”與我們的生活
1.食用藻類(lèi)
藻類(lèi)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,含有大量糖、蛋白質(zhì)、脂肪、無(wú)機(jī)鹽、各種維生素和有機(jī)鹽,特別是碘鹽。人們常食用的藍(lán)藻有發(fā)菜和螺旋藻屬的螺旋藻,螺旋藻的藻絲體蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%以上,比牛肉高3倍,具有人體必需的氨基酸,螺旋藻對(duì)貧血、潰瘍病、糖尿病、視覺(jué)障礙和患肝臟病癥均有較高療效,所以現(xiàn)在螺旋藻經(jīng)常作為保健食品受到歡迎;綠藻有滸苔、海松、水綿、石莼等;褐藻有海帶、鹿角菜、裙帶菜;紅藻有紫菜、石花菜等,曬干的紫菜含有25%~35%的粗蛋白和50%的碳水化合物,在碳水化合物中有2/3是可溶性能消化的五碳糖,在紫菜中維生素C的含量是橘橙的1/2。
2.水華和赤潮
水華和赤潮都是水生生態(tài)系統(tǒng)中的異?,F(xiàn)象,水華是淡水水體中藻類(lèi)大量繁殖的一種自然生態(tài)現(xiàn)象,是水體富營(yíng)養(yǎng)化的一種特征,主要由于生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中含有大量氮、磷的廢污水進(jìn)入水體后,藍(lán)藻(嚴(yán)格意義上應(yīng)稱(chēng)為藍(lán)細(xì)菌)、綠藻、硅藻等藻類(lèi)成為水體中的優(yōu)勢(shì)種群,大量繁殖后使水體呈現(xiàn)藍(lán)色或綠色的一種現(xiàn)象。也有部分的水華現(xiàn)象是由浮游動(dòng)物——腰鞭毛蟲(chóng)引起的?!八A”現(xiàn)象在我國(guó)古代歷史上就有記載。另外,海水中出現(xiàn)此現(xiàn)象(一般呈紅色)則為赤潮。水華和赤潮使水變質(zhì)有毒,致使魚(yú)類(lèi)因中毒或缺氧窒息而死,給漁業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重危害。
3.“藻類(lèi)”在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
“藻類(lèi)”植物在農(nóng)業(yè)上可作為氮肥,利用有固氮作用的藻類(lèi)固氮,以提高土壤的肥力,用藻類(lèi)作肥料,還可以減少農(nóng)作物發(fā)生病蟲(chóng)害;在漁業(yè)上藻類(lèi)是水中經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的餌料;在工業(yè)上作為工業(yè)原料,提供提取物;醫(yī)藥方面可以直接作為藥材試用,還可以用于研制新藥;環(huán)境保護(hù)方面藻類(lèi)可以消除污染,凈化廢水。此外,藻類(lèi)化石還是探礦的指示生物。總之,藻類(lèi)的研究還在不斷地深入,合理開(kāi)發(fā)將會(huì)給我們的生活帶來(lái)意想不到的收獲。
(作者單位 云南省曲靖市會(huì)澤縣茚旺高級(jí)中學(xué))