• 复习思考题
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    第十二节 藻类植物在国民经济中的意义

      我国的土地面积广大,江河、湖海面积也大,海岸线长,沿岸地形复杂,藻类植物种类繁多,产量丰富。藻类植物和人类有直接或间接的关系,在我国的社会主义经济发展中,起着重要的作用。

      (一)食用

      有些藻类在我国是普通的食品。人们常食用的蓝藻有葛仙米、发菜、海泡菜;绿藻有溪菜、刚毛藻、水绵、石莼、礁膜、浒苔、海松;褐藻有鹅肠菜、海带、裙带菜、羊栖菜、鹿角菜;红藻有紫菜、海索面、石花菜、海萝、麒麟菜、鸡冠菜、江篱等。

      藻类营养价值很高,含有大量糖、蛋白质、脂肪、无机盐、各种维生素和有机碘。有些藻类中含有较高的蛋白质,如亚洲一些国家用作蔬菜的麒麟菜属、叉枝藻属、江篱属等的红藻藻体中,含有20—40%的高蛋白;中部非洲湖泊中产有大量螺旋藻属的Spirulina pletensis,含有50%的蛋白质,当地人收集后晒干,做糕点食用;晒干的紫菜含有25—35%的粗蛋白和50%的糖,在糖中,有 2/3是可溶性能消化的五碳糖。海藻还含有许多盐类,特别是碘盐,如海带属的碘含量为干重的0.08—0.76%,在灰分中还含有大量的钠盐和钾盐。海藻还是维生素的来源,含有维生素C,D,E和K。在紫菜中,维生素C的含量为柑橘的一半。各种海藻的化学分析证明,它们还含有丰富的微量元素,如硼、钴、铜、锰、锌等。

      (二)藻类与渔业的关系

      藻类植物与水中的经济动物,特别是鱼类的关系非常密切。在各种水域中生长的藻类,特别是小型藻类,都直接或间接是水中经济动物(如鱼、虾)的饵料。水中浮游植物的大量发生是引起水中经济动物丰产的主要原因,因而水中经济动物发展的好坏,完全由水中作饵料的藻类发展情况来决定。例如,在印度海岸,油沙丁鱼的产量与海洋脆杆藻(Fragilaria oceanica Cl.)的发生有密切关系,凡是海洋中海洋脆杆藻大量发生的年代,也就是油沙丁鱼丰产的年代。试验也证明,池塘中藻类繁盛就可使鱼类增产,因此,人们开始在池塘中施加肥料,促进藻类大量繁殖,以使鱼类产量增加。化学分析表明,浮游藻类所含的灰分、蛋白质、脂肪等,几乎可与最好的牧草相比。藻类还含有动物生长所不可缺少的维生素,如斜生栅藻[Scenedesmusobliquus(Turp.)Kütz.]的每克干物质中,含有38微克维生素B2、12微克泛酸、72微克烟酸和其他物质。在海边沿岸生长的藻类,既是鱼类的食料,又是鱼类极好的产卵场所,可以保护鱼卵及鱼苗的发展。

      藻类植物在一定的环境条件下,对养殖业的发展产生危害,已为人们所熟知。有些藻类能引起鱼生病,直至致死,如绿球藻附生在鲤鱼和鲈鱼的皮肤上和鳃部,使其化脓致死。直链藻属大量发生时,附生在鱼或贝的鳃部,致使鱼和贝死亡。在鱼的孵化池中,长有大量丝状藻类,对鱼苗的生长不利,因为它们不能作饵料,又和鱼争夺水中的氧气,同时,大块密集而紊乱的藻丝,常常留挂鱼苗。若鱼池中生长大量颤藻和席藻,可使鱼肉变成一种难吃的沼泽土味。在夏季,微囊藻、鱼腥藻、束丝藻大量繁殖而形成水华时,藻体大量死亡腐烂分解,使水中氧气下降,鱼的生命受到危害。有些蓝藻能分泌一种毒素,使家禽家畜中毒。

      (三)藻类在农业上的应用

      藻类可作肥料。小湖、小河和池塘中的藻类,大量死亡后,沉到水底,年年如此,在水底形成大量有机淤泥,农民挖掘用作肥料;农民还常打涝海藻和淡水藻类作为绿肥;居住在湖泊地区的农民常利用多种轮藻作肥料,因轮藻含有大量的碳酸钙;海洋沿岸的农民用海藻(主要是褐藻)作农田肥料,因海藻中含有比较多的钾元素。用藻类作肥料,还可减少农作物发生病虫害。

      利用有固氮作用的藻类固氮,以提高土壤的肥力。德鲁斯(Drewes,1928)发现多变鱼腥藻(Anabaena variabilis Kütz.)和点形念珠藻[Nostoc punctiforme (Kutz.) Hariot]有同化空气中氮的能力。经过几十年的研究,确定蓝藻中具有异形胞的种类,往往是固氮的种类,而且有些种有较强的固氮能力。目前世界上已知有70多种固氮蓝藻,我国已发现有10多种固氮蓝藻。蓝藻的固氮作用是通过细胞内固氮酶的活动进行的。有人报道,在自然水体中,每平方米水面固氮量达0.04—0.29克纯氮。稻田区的蓝藻固氮量,每亩高达1.7—6.7千克纯氮。在一季稻生长期内,固定的氮量相当于7.5—15千克左右的硫酸铵。固氮蓝藻在生长期间除固氮作用外,还可不断地分泌出氨基酸、激素、糖等物质。有些藻类本身没有固氮能力,但由于它的存在,对土壤中微生物的生活却有很大的影响,它能促进固氮细菌增强固氮的能力。我国广大农民,早已有利用蓝藻增加水田肥力的实际经验。他们在秋季将树枝扔到田中,以使藻类附着生长,增加氮肥;也有的老农在秋冬季节,观察水田中藻类生长的繁茂与否,以预报明年水稻的收成。

      (四)藻类在工业上的应用

      藻类是许多工业上的原料。在褐藻和红藻中可提取许多物质,如藻胶酸、琼胶、卡拉胶、酒精、碳酸钠、醋酸钙、碘化钾、氯化钾、丙酮、乳酸等。藻胶酸是从褐藻中提取的,可制造人造纤维,这种人造纤维比尼龙有更大的耐火性。藻胶酸的可溶性碱盐,浓缩后,可作为染料、皮革、布匹等的光泽剂。琼胶和卡拉胶被广泛应用于食品、造纸、纤维板以及许多建筑工业上。硅藻大量死亡后,细胞内的有机物质分解,细胞壁仍保存,并沉积到湖底或海底,形成硅藻土。硅藻土疏松而多孔,容易吸附液体,生产炸药时用作氯甘油的吸附剂。又因它的多孔性而不传热,可作热管道、高炉、热水池等耐高温的隔离物质。在糖果工业上是最好的滤过剂,又是金属、木材的磨光剂。

      (五)藻类在医药上的应用

      从褐藻中提取的碘,可治疗和预防甲状腺肿。藻胶酸在牙科可作牙模型原料。藻胶酸钙盐制成人造羊毛,可作止血药。琼胶在医学上和生物学上可作各种微生物和小植物的培养基。琼胶还可通便,是一种有效的通便剂。琼胶和卡拉胶能抑制β-型流感病毒和耳下腺炎病毒的繁殖。有些藻类如亚洲产的海人草[Digenea simplex(Wulf.)C.Ag.]和鹧鸪菜[Caloglossa leprieurii(Mont.)J. Ag.]都有驱除蛔虫的作用。

      (六)消除污染,净化废水

      水的自净作用在自然界中到处都有发生,哪里的水中有有机物,哪里水的自净过程就在进行。水的自净作用是多种因素促成的,有物理、化学和生物等因素参加,这里我们主要是谈生物因素中藻类的作用。藻类在光合作用过程中放出氧气,能促进细菌的活动,以加速废水中有机物的分解。分解过程中所产生的二氧化碳,又可在藻类的光合作用过程中被利用或排除。有些单细胞藻类,如一种衣藻(Chlamydomonas mundana)也能像有些细菌那样,在无氧的条件下,同化污水中的有机物,供自身需要。

      有些藻类对周围环境反应非常敏感,在水体中藻类植物群落组成的性质和数量,是由被污染的水中有机物的情况决定的。近年来,对淡水藻与水体污染之间的关系的研究,有很大的发展,不仅补充了水质化学分析的不足,而且被广泛用来评价、监测和预报水质的情况。

      有些藻类有吸收和积累有害元素的能力,它们体内所积累的元素,往往高于环境的数千倍以上,如四尾栅藻[Scenedesmus quadricauda(Turp.) de Breb.]积累的铈(Ce)和钇(Y)比外* 界环境高两万倍。有些有害元素还可以通过藻类体内的解毒作用和生理过程,而逐步降解和消除。

      (七)藻类化石是探矿的指示生物

      有些藻类在寻找矿源时,起着重要的指示作用,因为它们常常是矿藏的伴生物。譬如在我国的某油田里发现了大量的盘星藻属(Pediastrum)的化石,盘星藻属是绿球藻目的植物,它们都是生活在淡水中的藻类,这对于我国陆相形成油田的理论,提供了一个可靠的根据。还有些矿藏就是古代藻类形成的,如我国陕西的某些煤矿,就是古代藻形成的,称为“藻煤”。

      随着人们对藻类植物的深入研究,对它的认识利用也越来越深入和广泛。日本用温泉蓝藻作为电源发电,已试验成功。又如用藻类光合放氧的作用作为能源,也是淡水藻利用方面的一项重要研究成果。总之,我们应当深入研究目前还不太被人们重视的淡水藻,广泛利用它为我国的四个现代化服务。

     

    复习思考题

     

      1.藻类植物的基本特征是什么?藻类植物的分门根据是什么?一般分为哪些门?

      2.蓝藻门的主要特征是什么?

      3.蓝藻生活史中的特点是什么?

      4.蓝藻和哪些植物亲缘关系密切?

      5.裸藻门的主要特征是什么?

      6.详述裸藻的细胞构造。

      7.裸藻细胞分裂有何特点?

      8.甲藻门的主要特征是什么?根据什么分为两个纲?

      9.试述甲藻细胞的构造和细胞分裂。

      10.金藻门的主要特征是什么?

      11.金藻门和其他植物的亲缘关系如何?

      12.黄藻门的主要特征是什么?

      13.硅藻门的特征是什么?

      14.试述硅藻的生殖方式。

      15.通过硅藻门两个代表植物的学习,能否总结出硅藻分两个纲的根据?

      16.绿藻门的特征是什么?为什么说绿藻是植物界进化的主干?

      17.衣藻的形态构造如何?简要说明其生活史。

      18.简述水绵的形态构造和接合生殖的过程,它的生活史属何种类型?

      19.能否称衣藻营养时期的细胞为配子体?为什么?

      20.通过绿藻门代表植物的学习,能否总结出绿藻分纲的根据?

      21.绿藻门植物和陆生高等植物有哪些相似的地方?为什么说陆生高等植物是从绿藻进化来的?

      22.红藻门的主要特征是什么?

      23.试述紫菜的生活史和它的经济价值?

      24.试述多管藻的生活史并说明它和紫菜生活史有何区别?

      25.褐藻门的主要特征是什么?

      26.试述海带的形态构造及其生活史。

      27.试述鹿角菜的形态构造及其生活史。是否能说鹿角菜的植物体是孢子体?为什么?

      28.综述藻类的起源和进化。

      29.试举例说明藻类植物生殖的演化。

      30.举例说明藻类植物细胞的演化。

      31.举例说明藻类植物光合色素及光合器的演化。

      32.藻类植物的生活史有哪些基本类型?

      33.什么叫核相交替?核相交替和世代交替有何区别?

      34.什么叫世代交替?出现世代交替生活史的先决条件是什么?

      35.试述藻类植物的经济意义。