第二节 海洋植物

第二节海洋植物一海洋植物概念、类群二海洋植物的应用价值三海洋浮游植物（海藻）四海草五红树林植物六海洋植物的影响因子一海洋植物概念、类群海洋植物：海洋中利用叶绿素进行光合作用以生产有机物的自养型生物。海洋植物属于初级生产者。海洋植物门类甚多，从低等的无真细胞核藻类（即原核细胞的蓝藻门和原绿藻门），到具有真细胞核（即真核细胞）的红藻门、褐藻门和绿藻门，及至高等的种子植物等13个门，共1万多种。

主要类群包括：海洋藻类、海草、海洋种子植物二海洋植物的应用价值1食品工业原料藻类植物，是海洋生物资源的一大家族，有250余属，1500余种，有经济价值的种类就有100多种，被人类广为利用的主要是红藻门（如紫菜、石花菜、江蓠等）、褐藻门（如海带、裙带菜、马尾藻等）、绿藻门（石莼、礁膜、松藻等）三大类

1.1加工食品目前海藻加工食品主要有两大类：一类是海藻直接加工食品，如选用可食用的紫菜、海带、裙带菜、羊栖菜、麒麟菜、浒苔、红毛菜、鸡冠菜等经过净化、软化、熟化、杀菌、脱水、成形、干燥等工艺加工成成品。另一类是以海藻为原料，提取其中有效成分或以海藻的简单加工品作为添加剂生产为食品，大多数是某些有疗效的保健食品，如绿色牛排、海藻色拉、海藻饮料、波力海苔等。1.2海藻胶产品海藻胶的生产是海藻工业的主体，其中的琼脂、卡拉胶和褐藻胶的加工市场较为成熟。褐藻胶是褐藻所特有的一种细胞间质，褐藻胶对Pb、Sr等金属有阻吸作用，并有助于对这些重金属的排泄和清除。在食品工业中褐藻胶主要用作增稠剂、稳定剂、成膜剂及持水剂。琼胶由琼胶素和琼胶脂组成，前者由D-半乳糖和3、6-内醚-L-半乳糖通过C1，3和C1，4糖苷键交替连接起来的大分子；后者在组成中含有葡萄糖醛酸、丙酮酸及多量的SO42-。琼胶具有凝固性，其凝固性随胶质中的SO42-总量的减少而增强，在食品工业中用于肉制品罐头中成胶，在糕点表面成胶作为上光和点缀物覆盖剂，用于糖果夹心，也可充气乳制品中作为结构稳定剂。卡拉胶（角叉菜胶）有6种不同的类型，应用于医药、食品工业上的大多数是k-卡拉胶和λ-卡拉胶的混合物。在食品工业中主要用作凝胶、增稠、稳定和指示剂功能，在奶制品、饮料中用作悬浮剂；在布丁、酸奶、奶油、冰淇凌、奶酪中用作增稠稳定剂；在红肠、火腿生产中用作指示剂；果冻中用作凝胶剂等。2药学工业原料琼胶琼胶类硫酸多糖对B型流感病毒、腮腺炎及脑膜炎等病毒等有一定的抑制作用；卡拉胶（角叉菜胶）具有防治胃溃疡、抗凝血、降血脂、促进骨胶原生长等作用。由于其具有硫酸酯多糖的基本构型，如在分子链中引入亚硒酸根即可形成硒化卡拉胶，该物质具有显著的抗肿瘤活性；褐藻胶临床上应用的藻酸双酯钠盐，具有明显的抗凝血、降血压、降血脂、降低血粘度与扩张血管及改善微循环的作用，对治疗急性脑梗塞也有显著疗效。2药学工业原料褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜等，都有防治甲状腺肿大的功效；红藻中的鹧鸪菜（Caloglos-sa

leprieurii）和海人草（Digenea

simplex）可作为驱除蛔虫的特效药；从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用，例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料；甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能，琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外，还可用来作为制造药膏的药基，包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。

3工业原料琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖，和淀粉一起制成包糖用的糯米纸；制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软；加入果子露中，可制成冷冻果汁；制鱼、肉罐头时加入琼胶，可以保持鱼、肉的原形，不致在运输中散开；琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂；在建筑业中，藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外，还可以制成格子板和油毡的代用品。

3工业原料琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖，和淀粉一起制成包糖用的糯米纸；制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软；加入果子露中，可制成冷冻果汁；制鱼、肉罐头时加入琼胶，可以保持鱼、肉的原形，不致在运输中散开；琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂；在建筑业中，藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外，还可以制成格子板和油毡的代用品。

4作饲料、肥料和燃料海藻饲料可直接将海藻制成干粉；海藻饵料为利用一些水生物对单胞藻等微粒海藻饵料的需求，加工成一定粒度，制成不同饵料。肥料是利用海藻中含有植物生长激素类及微量元素成分，与其它有机、无机肥混合，制成液体或干燥复合肥，促进作物生长。应用范围：适用于农业家禽、家畜饲养(海藻饲料)。海藻饵料适用于水产品养殖，如幼鲍、对虾等。海藻肥料适用于农作物生长，施用于根部或叶面。作建筑材料用于环境保护三海藻

浮游植物（phytoplankton）是一个生态学概念，是指在水中营浮游生活的微小植物，通常浮游植物就是指浮游藻类，主要包括蓝藻门Cyanophyta、硅藻门Bacillariophyta、金藻门Chrysophyta、黄藻门Xanthophyta、甲藻门Pyrrophyta、隐藻门Cryptophyta、裸藻门Euglenophyta和绿藻门Chlorophyta，而不包括细菌和其它植物。生活在水中的植物称为水生植物，包括从低等的细菌、藻类到高等的种子植物。浮游植物在水体中是鱼类和其他经济动物的直接或间接的饵料基础，是水域初级生产者，又是水体中重要的生物环境，也是水中溶解氧的主要来源。在决定水域生产性能上具有重要意义，与渔业生产有十分密切的关系。海洋

浮游植物

浮游植物（phytoplankton）是一个生态学概念，是指在水中营浮游生活的微小植物，通常浮游植物就是指浮游藻类，主要包括蓝藻门Cyanophyta、硅藻门Bacillariophyta、金藻门Chrysophyta、黄藻门Xanthophyta、甲藻门Pyrrophyta、隐藻门Cryptophyta、裸藻门Euglenophyta和绿藻门Chlorophyta，而不包括细菌和其它植物。生活在水中的植物称为水生植物，包括从低等的细菌、藻类到高等的种子植物。浮游植物在水体中是鱼类和其他经济动物的直接或间接的饵料基础，是水域初级生产者，又是水体中重要的生物环境，也是水中溶解氧的主要来源。在决定水域生产性能上具有重要意义，与渔业生产有十分密切的关系。三海藻

海产藻类的统称，通常固著于海底或某种固体结构上；是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。

藻类植物整个藻体都能吸收营养制造有机物质；藻类植物体形态多样，个体大小差异很大；形态结构、繁殖方法也简单。通常以细胞分裂为主，当环境条件适宜、营养物质丰富时，藻体个体数的增长非常快速；藻类分布十分广泛，各种水域中均有，每一种海藻都有其固定的潮位，主要和所含色素的种类与含量比例有关，不同色素所须的光线波长不同，随着光线强度及光质的变化，藻类的分布也受影响；1藻类概述——结构（1）细胞壁

藻类大多数种类都有细胞壁，少数种类没有细胞壁。无细胞壁的种类有以下几种类型，体全裸露，表层不特化为周质体(Perplast，也叫表质)，细胞可变形。周质体表面平滑或具纵走条纹或具螺旋绕转的隆起，或附有硅质或钙质小板，有的硅质板上还有刺。如：裸藻门除胶柄藻属外，都是无细胞壁，有鞭毛，能自由游动单细胞植物

某些藻类还具特殊性的细胞壁状的构造——囊壳(Iorica)。囊壳中无纤维质，但常有钙或铁化合物的沉积，常呈黄色、棕色甚至棕红色。囊壳形状一般并不与原生质体一致，囊壳的内壁并不紧贴在原生质体的表面，中间有较大的空隙，其中有水充塞，因此原生质体在囊壳中常可自由伸展和收缩，或向四周作螺旋绕转。

囊裸藻属（壳虫藻属）Trachelomonas：细胞外具有囊壳，囊壳形状有球形、椭圆形、圆柱形、纺缍形等多样，囊壳表面光滑或具点纹、孔纹、网纹、棘刺等纹饰。囊壳由于铁质沉积而呈黄色、橙色或褐色。囊壳前端具一圆形的鞭毛孔，1条鞭毛由此伸出。领部有或无。有或无环状加厚圈。细胞裸露无壁，位囊壳内，其特征与裸藻属相似。分布广。鱼池中常可大量生殖形成优势种群，可形成黄褐色至黑褐色云彩状水华。本属也是鱼池冰下水层中常见的鞭毛藻类。

（1）细胞壁

有细胞壁的种类，构造亦不完全一致，一般随各门藻类不同而不同。大多数藻类（如绿藻）的细胞壁主要是由外层的果胶质和内层的纤维质组成。硅藻门的细胞壁主要硅质组成，即外层为二氧化硅，内层为果胶质。黄藻门的某些种类细胞壁由果胶质组成。褐藻和红藻细胞壁的主要成分是藻胶，即前者为褐藻胶，后者为琼胶类。细胞壁为原生质体的分泌物，坚韧而具一定的形状，表面平滑或具有各种纹饰、突起、棘、刺等，这些突起物对藻体营浮游生活具有特殊意义。一个细胞的细胞壁多数是一个完整的整体，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。

（2）细胞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。如：黄藻门植物体有多核管状体；如绿藻门中的刚毛藻和松藻等。斯氏刚毛躁

（Cladophorastimpsonii）膨胀刚毛藻（Cladophoracctriculosa）（3）色素（pigment）和色素体（chromoplast

）据藻类的生物化学分析，各大门类几乎各具特殊的色素。色素成分的组成极为复杂，可分为4大类，即叶绿素（chlorophyll）、胡萝卜素（carotene）、叶黄素（lutein）和藻胆素（phycobelin）。各门藻类因所含色素不同，因此藻体呈现的颜色也不同，如绿藻门为鲜绿色、金藻门呈金黄色、蓝藻门多为蓝绿色等。叶绿素有a、b、c、d、e5种类型，所有的藻类均含有叶绿素a(C65H72O5N4Mg,mv=893)。叶绿素b(C65H70O4N4Mg,mv=907)则仅存在于绿藻、裸藻和轮藻，这几门藻类的叶绿素组成与高等植物的相同，植物体呈绿色。叶绿素c存在于甲藻、隐藻、黄藻、金藻、硅藻和褐藻门，而红藻有叶绿素d、红藻红素和红藻蓝素。胡萝卜素中最常见的是β-胡萝卜素，存在各门藻类中。藻胆素只在蓝藻、红藻及隐藻中发现。因此可以说藻类所共有的色素为叶绿素a和β-胡萝卜素。褐藻含有褐藻素。除蓝藻和原绿藻外，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）。

（5）鞭毛（flagellum）鞭毛是一种运动胞器。藻类的鞭毛是由11根细微的纤维组成，其基本结构是9+2，即周围有9根较粗的纤维围绕着中央2根较细的纤维。较粗的9根纤维内有双联微管，较细的2根纤维内具单根微管。鞭毛基部纤维则呈“9+0”图形，即周围由9个三联微管组成，中央没有微管。因此，可以说鞭毛是由微管组成的微器官。鞭毛有尾鞭型和茸鞭型两种类型，前者表面光滑，后者表面具微细茸毛，即具有1~2列横向羽状的短鞭毛。鞭毛除蓝藻门和红藻外，其余各门藻类均有营养细胞和生殖细胞具鞭毛或仅生殖期具鞭毛的种类。

（4）蛋白核(pyrenoid)蛋白核是绿藻、隐藻等藻类中常有一种细胞器，通常由蛋白质核心和淀粉鞘（starchsheath）组成，有的则无鞘。蛋白核与淀粉形成有关，因而又称之为淀粉核,其构造、形状、数目以及存在于色素体或细胞质中的位置等，因种类而异。绿藻门色素体上大多具有一个或多个蛋白核。

（6）鞭毛（flagellum）除蓝藻和红藻外，藻类生殖时期产生的动孢子和配子，都具鞭毛。金藻门、裸藻门、甲藻门的绝大多数以及黄藻门和绿藻门中一部分种类，其营养时期的细胞也具鞭毛，能运动。鞭毛的数目、长短、着生位置，运动形式等各门有所不同。有2根的，也有l、3、4、6、8以至组成环状多数的。鞭毛2根有等长、近于等长、不等长或长短悬殊的。鞭毛有比体长短的、有等于体长的或为体长2、3、5、6倍以上的。鞭毛有着生细胞顶部两侧或细胞前端口沟或凹穴处，或着生于侧面的凹穴处等等。鞭毛伸展方向，有向前方的，有一条向前另一条横向伸展的；有一条居于腰部的沟内，另一条向后方伸展的等。在有鞭毛能运动的藻体常具有眼点、伸缩泡、胞口、胞咽等胞器。眼点桔红色，球形、椭球形，多位于细胞前端侧面，具有感光作用。

三海藻

根据海藻的生活习性，把海藻分为浮游藻和底栖藻两大类型底栖藻：栖息在海底的藻类。它们在退潮时能适应暂时的干旱和冬季暂时的“冰冻”等

境，只要海水一涨潮，它们便又开始正常的生长发育。底栖藻大部分是肉眼能看见的多细胞海藻。小的种类成体只有几厘米长，如丝藻；最长的可达200米～300米，如巨藻。底栖藻的颜色鲜艳美丽，有绿色、褐色和红色。科学家们根据它们的颜色，把海藻分为三大类：绿藻类、褐藻类和红藻类

2海藻类型和分布三海藻

浮游藻：藻体仅由一个细胞所组成，所以也称为海洋单细胞藻。这类生物是一群具有叶绿素，能够进行光合作用，并生产有机物的自养型生物。它们是海洋中最重要的初级生产者，又是养殖鱼、虾、贝的饵料。运动能力非常弱，只能随波逐流地漂浮或悬浮在水中作极微弱的浮动。它们有适应漂浮生活的各种各样的体形，使浮力增加；是海洋初级生产力的重要组成部分，被称为海洋牧草。淡水浮游藻类中种类最多的是蓝藻门、硅藻门和绿藻门以及种类较少的裸藻门、隐藻门和甲藻门种类等。2海藻类型和分布三海藻

藻类分布十分广泛，各种水域中均有，每一种海藻都有其固定的潮位，主要和所含色素的种类与含量比例有关，不同色素所须的光线波长不同，随着光线强度及光质的变化，藻类的分布也受影响；2海藻类型和分布3藻类生殖方式生殖是指由母体增生新个体的能力，也可称为繁殖。其生殖方式可分为营养生殖（vegetativereproduction）无性生殖(asexualpropagation)

有性生殖(sexualpropagation)。（1）营养生殖营养生殖是一种不通过任何专门的生殖细胞来进行繁殖的方式。细胞分裂是最常见的一种营养生殖。在单细胞种类，通过细胞分裂，即由一个母细胞连同细胞壁均分为两个子细胞。分裂的方向，有的只有一个，有的则有两个或三个。在适宜的环境条件下，由这种方法增加个体是非常迅速的。在群体和多细胞体的藻类中，通过断裂繁殖，即一个植物体分割成为较小的群体或多细胞体。这种繁殖方法也和细胞分裂相似，在环境良好时，数量的增加也很迅速。

（2）无性生殖通过产生不同类型的孢子来进行生殖，即孢子生殖。孢子是在细胞内形成的，这与细胞分裂不同，先是核的分裂，随后为细胞质的分裂。核分裂的次数，各门藻类大体上是一定的，细胞质的分裂，有的是在细胞核都分裂完毕后才发生，有的是随着核的每次分裂而分割。这样分裂的结果，在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞，即是孢子。孢子离开母细胞后即成新个体。产生孢子的母细胞叫孢子囊，孢子不需要结合，一个孢子可长成为一个新的植物体。孢子的类型有动孢子、不动孢子、厚壁孢子、似亲孢子、休眠孢子、内生孢子(endospore)和外生孢子(exospore)等。A.

动孢子(Zoospore)又称游泳孢子。动孢子细胞裸露，有鞭毛，能运动。B

不动孢子(aplanospores)又称静孢子。孢子有细胞壁，无鞭毛，不能运动。不动孢子在形态构造上和母细胞相似的称为似亲孢子(autospore)。C.

厚壁孢子(akinetes)又称原膜孢子或厚垣孢子。有些藻类在生活环境不良时，营养细胞的细胞壁直接增厚，成为厚壁孢子；有些种类则在细胞内另生被膜，形成休眠孢子(hypnospore)。它们都要经过一段时间的休眠，到了生活条件适宜时，再行繁殖。

(3)有性生殖进行有性生殖的细胞叫配子。产生配子的母细胞称为配子囊。有性生殖是由雄配子和雌配子结合成为一个合子。合子形成后，一般要经过休眠才发生成新个体。有些藻类，一个合子发生一个新个体；或经分裂发生多个新个体。配子形成合子，有四种类型：A．同配生殖雌、雄配子的形态与大小都相同即同形的动配子相接合。B．异配生殖雌雄配子的形态相似而大小不同。即大小不同的两个动配子相接合。C．卵配生殖雌、雄配子的形状，大小都不相同，卵(雌配子)较大，不能运动。精子(雄配子)小，有鞭毛，能运动。D．接合生殖是静配子接合，即静配同配生殖。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结合，在接合处的细胞壁溶化，两个细胞或一个细胞的内含物，通过此溶化处在接合管中或进入一个细胞中相接合而成合子。这种接合生殖是绿藻门接合藻目所特有的有性生殖方法。4藻类的生活史生活史（生活周期）是指某种生物在整个发育阶段中所经历的全部过程，或一个个体从出生到死亡所经历的各个时期。藻类生活史有营养生殖型、无性生殖型、有性生殖型和无性和有性生殖混合型4种类型（图1-2）：4.1营养生殖型：生活史仅有营养生殖，只能以细胞分裂的方式来进行生殖。蓝藻和裸藻等一些单细胞藻类属此。4.2无性生殖型是生殖细胞（孢子）不经结合，直接产生子代的生殖方式。无性生殖型是指生活史中没有有性生殖，没有减数分裂。如小球藻、栅藻等。

4.3有性生殖型有双相型和单相型两种类型。前者生活史中仅有一个双倍体（diploid）的藻类，只行有性生殖，减数分裂（R）发生在产生配子之前。如绿藻门管藻目的一些种类，硅藻和褐藻门鹿角藻目就属于这种类型；后者生活史中是单倍体藻类，仅合子是双倍体核相（2n），即静配同配，如水绵和轮藻。

4.4无性和有性生殖混合型是指生活史中既行无性生殖，又行有性生殖的藻类。这两个时期可随生活环境的改变而出现，也可以是生活史中相互交替的两个阶段。（1）生活史中无世代交替。如衣藻Chlamydomonas、团藻Volvox、丝藻Ulotrix等，

它们常是在生长季节末期才行有性生殖，是对不良环境的适应。生活史中无世代交替，其植物体为单相型。在有性生殖过程中，减数分裂发生在合子形成之后，新植物体产生之前。

4.4无性和有性生殖混合型（2）生活史中有世代交替现象。即生活史中有2个或3个植物体（如真红藻纲），在生活史中相互交替出现。相互交替出现的植物体有的为双倍体（2n），有的为单倍体（n）。双倍体的植物体行无性生殖，经减数分裂产生孢子，因此双倍体的植物又叫孢子体。单倍体的植物体行有性生殖，产生雌雄配子或精子和卵，因此单倍体的植物体又叫配子体。由孢子长出单倍体的植物体。从孢子开始一直到产生配子，这一阶段都是单倍体时期，总称为有性世代；由合子萌