浮游植物的主要特征与形态构造及繁殖特性

浮游植物实质上就是藻类植物，它是生活于水体中的低等植物的一个大类。

一、浮游植物

浮游植物是一类能独立生活于水体中的自养型生物。同树木花草一样，浮游植物具有叶绿素，能利用阳光进行光合作用并释放氧气，将无机物质转变为有机物质。藻类植物的整个藻体都能吸收营养制造有机物质，不需要像高等植物那样将相当多的能量消耗在支持器官上。

藻类植物个体微小、形态多样，许多种类要用显微镜才能观察清楚，故称为小型微观藻类植物。它们的形态结构简单，其繁殖通常以细胞分裂为主，当环境条件适宜，营养物质丰富时，藻体的个体增长非常快速。淡水藻类植物分布十分广泛，各种水域中均有。有些种类在浅水湖泊或小水体中大量繁殖，使水体呈现一定色彩，这一现象称为“水华”。

二、浮游植物的主要特征

藻类植物没有真正的根茎叶分化，整个植物体通常可以看作是简单的叶，故又称为叶状体植物。藻类植物的整个藻体都有吸收营养、进行光合作用的能力。藻类植物的生殖单位是单细胞的孢子或合子。虽然有些高等藻类植物的生殖单位可以是多细胞构成，但均直接参与生殖作用，不分为生殖部分和营养部分。藻类植物的生活史中，没有在母体内孕育着具有藻体雏形胚的过程。简单地说，藻类就是无胚具叶绿素的自养叶状体孢子植物。藻类与植物细胞结构对比见图1。

(衣藻)

(植物细胞)

图1 藻类与植物细胞结构对照

三、浮游植物的形态构造

淡水藻类的体型多种多样，有单细胞体、多细胞体和群体。单细胞体种类大都营浮游生活，为小型微观藻类，藻体通常为球形、椭圆形、圆柱形、纺锤形、纤维形、新月形等。群体类型的种类常呈球状、片状、丝状、树枝状或不规则形状。藻类的形态以及群体中的细胞数目、排列方式、细胞间的相互关系在分类学上占有重要地位，如图2所示。

图2 示浮游植物的形态

藻体细胞都可以分为细胞壁和原生质两大部分，但有极少数种类没有细胞壁。由于种类不同，细胞壁的组成成分也不一样。比如绿藻门以及其它具有纤维质细胞壁的种类，外层为胶质，内层为纤维质；硅藻门的细胞壁主要是由硅质组成，即外层为硅质，内层为果胶质；黄藻门的细胞壁由果胶质组成，常为两瓣套合而成。

图3 藻类的结构

细胞壁是原生质的分泌物，坚韧而具有一定的形状，表面的各种纹饰、突起、棘、刺等对于单细胞体藻类营浮游生活有特殊意义。藻类的原生质分化为细胞质和细胞核。原生质内有色素、色素体、造粉核、同化产物等。

据生化分析，各大门的藻类植物均含有不同的色素。色素的种类是分类的重要依据。各类藻类植物均含有叶绿素、胡萝卜素，但其它色素依种类不同而各异。也正是因为含色素不同，藻体所呈现的颜色也不相同。例如，绿藻门为鲜绿色，金藻门为金黄色，蓝藻门多为蓝绿色。同时，又因具有的色素不同，它们进行光合作用的产物也不相同，蓝藻的光合作用产物为蓝藻淀粉，金藻的光合作用产物为金藻素（白糖素）及脂肪，黄藻和硅藻的光合作用产物以脂肪为主，裸藻的光合作用产物为副淀粉，甲藻的光合作用产物为淀粉或淀物状化合物，绿藻的光合作用产物为淀粉。

四、浮游植物的繁殖

藻类植物的生殖机能很强，通常以无性繁殖细胞分裂植物体分割和形成孢子。有性生殖不普遍也不经常发生。

1. 无性繁殖

（1）细胞分裂（又叫营养生殖）。是由一个细胞连同细胞壁均分为两个。分裂的方向，有的只有一个，有的有2～3个。在适宜的环境条件下，一个营养细胞均等地分裂成两个同样的子细胞，这种方法增加个体是非常迅速的。在群体和多细胞体的藻中，它的“植物体”也常常分裂为较小的群体或多细胞体，如图4所示。

图4 细胞分裂模式图

（2）孢子繁殖。孢子的形成与细胞分裂不同，先是核的分裂，随后为细胞质的分裂。细胞质的分裂有的是在细胞核分裂完毕后才发生，有的是随核的每次分裂而分割，这样分裂的结果，在一个母体内可以形成2、4、8、16、32、64……个小细胞，这种细胞即是孢子。孢子离开母细胞后即成为新个体，这种繁殖方式称为孢子繁殖。孢子繁殖模式见图5。

图5 孢子繁殖模式图

有性生殖一般只在一定的条件下或生活史中某一时期才进行，比如生存条件不适宜时生成的孢子细胞壁增厚形成厚壁孢子，或在细胞内另生被膜形成休眠孢子，经过一段时间休眠生活条件适宜时又萌发为新的营养细胞，这样可以保证藻类在该环境永续繁衍。

2.有性繁殖

有性生殖一般只在一定的条件下或生活史中的某一时期才进行。有性繁殖是由雄配子和雌配子结合成一个合子。合子形成以后，一般要经过一段时期的休眠后才会生成一个新个体。有的藻类一个合子只生成一个新个体；有的种类则生成两个或两个以上的新个体。

雌雄配子形成合子有4种类型：

（1）同配生殖。雌、雄配子的形态大小都相同，即两个同形的配子运动结合成合子，一个合子发育成一个新的个体。

（2）异配生殖。雌、雄配子的形态相似而大小不同，即大小不同的配子运动结合。

（3）卵配生殖。雌、雄配子的形态大小都不相同。卵子（雌配子）大不能运动，精子（雄配子）小而可以运动，具有鞭毛，两个配子结合成合子。

（4）接合生殖。也称为静配生殖。它由两个成熟的细胞发生接合管相接合或由原来的部分细胞壁相接合，在接合处细胞壁溶化，两个细胞的内含物或一个细胞的内含物通过溶化处的接合管中或在另一个细胞中相接合而成合子。这种接合生殖方式是绿藻门接合藻目所特有的生殖方式。

致谢作者：梁洪

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