教材中的“藻”

 

来源公众号：追光的人241010

一、黑藻

黑藻属于水鳖科黑藻属，是单子叶多年生沉水草本植物，不是藻类，而是被子植物。茎延长、纤细；叶线形，轮生；花小，单性。黑藻叶片小而薄，由一层细胞构成，叶肉细胞内叶绿体大而清晰，便于观察。

1. 观察植物细胞的质壁分离及复原

• 实验原理：黑藻叶片的叶肉细胞含有大型液泡和叶绿体，原生质层相当于半透膜，在高浓度外界溶液中会发生质壁分离，在清水中可复原。
• 操作优势：
  • 叶片薄，仅有 1-2 层叶肉细胞，无需切片，可直接在显微镜下观察。
  • 叶绿体呈绿色，为原生质层提供天然 “标记”，质壁分离时细胞膜与细胞壁的界限清晰易辨。
• 实验现象：细胞失水时，绿色的原生质层收缩脱离细胞壁；吸水后逐渐恢复原状。

2. 探究光合作用的产物及条件

• 应用场景：
  • 证明光合作用产生氧气：将黑藻枝条置于光下，用漏斗收集产生的气泡（氧气），并通过带火星木条检验。
  • 探究光照强度对光合速率的影响：通过改变光源距离或功率，观察单位时间内气泡产生速率。
  • 验证二氧化碳是光合作用的原料：设置含 NaHCO₃（提供 CO₂）和 NaOH（吸收 CO₂）的对照实验，比较两组黑藻的光合速率。
• 优势：黑藻为水生植物，光合作用产生的氧气以气泡形式释放，便于观察和量化。

3. 观察叶绿体的形态和分布

• 实验目的：理解叶绿体的结构特点与其功能的适应性（如分布于细胞边缘，便于接受光照）。
• 操作要点：直接撕取黑藻幼嫩叶片制片，无需染色，叶绿体的绿色可直接在显微镜下观察。
• 拓展思考：可引导学生思考 “叶绿体在不同光照强度下的分布是否会变化”（如强光下叶绿体移向细胞侧面以避免灼伤）。

4. 研究细胞的吸水和失水（渗透作用）

• 实验变式：将黑藻叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，通过观察细胞形态变化（如是否发生质壁分离），验证渗透作用的条件（半透膜两侧的浓度差）。
• 教学价值：结合叶绿体的分布，帮助学生直观理解 “细胞吸水时液泡体积增大，原生质层紧贴细胞壁；失水时反之”。

5. 生态缸或生态系统的构建

• 应用场景：在 “设计并制作生态缸” 实验中，黑藻可作为生产者，通过光合作用为水生动物（如小鱼、螺类）提供氧气和有机物，同时吸收二氧化碳，维持生态系统的物质循环。
• 注意事项：控制黑藻数量，避免过度繁殖影响其他生物生存。

金鱼藻：虽然名字中含有“藻”，但实际上是一种水生高等植物，是被子植物中的双子叶植物，常用于光合作用实验。

1.(2021·浙江1月选考，6)在进行观察叶绿体的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是( )
A.制作临时装片时，实验材料不需要染色
B.黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片
C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察
D.在高倍镜下可观察到叶绿体内部的各种结构

答案A

解析　黑藻为高等植物，细胞中含有叶绿体，细胞质基质无色，因此观察叶绿体的活动中，用黑藻作实验材料不需要染色，A正确，B错误；预处理的目的是有利于叶绿体进行光合作用，保持细胞的活性，更有利于观察叶绿体的形态，不会减少黑藻细胞中叶绿体的数量，C错误；高倍镜下观察不到叶绿体内部的各种结构，只能观察到叶绿体的形态和分布情况，D错误。

二、蓝藻

1. 光合作用与自养型生物
   • 藻蓝素是蓝藻特有的光合色素，使其呈现蓝色或蓝绿色。
   • 光合作用场所：细胞质基质（光合片层结构）。
   • 蓝藻虽无叶绿体，但含有 叶绿素、藻蓝素 及相关酶，可通过 光合作用 合成有机物，属于 自养需氧型生物。
   • 考点延伸：
2. 生态地位
   • 蓝藻是地球上最早的 光合放氧生物，对大气中氧气的积累和臭氧层的形成有重要作用。
   • 水体富营养化蓝藻在淡水（如湖泊）中大量繁殖可形成 水华，在海水中可引发 赤潮，需关注其与环境污染的关系。

3.无性繁殖：主要通过 二分裂 增殖（原核生物的典型繁殖方式），不涉及有丝分裂或减数分裂。

• 孢子繁殖部分种类（如念珠藻）可形成 厚壁孢子 度过不良环境。

4.应用价值

1. 固氮作用：部分蓝藻（如 鱼腥藻）能固定空气中的氮气，提高土壤肥力，可作为生物肥料。
2. 食用：发菜、螺旋藻等富含蛋白质和维生素，可供食用或作为保健品。
3. 环境问题
   • 水华 / 赤潮爆发时，蓝藻大量消耗水中溶解氧，释放毒素，导致水生生物死亡，破坏生态平衡。

5.高频考点与易错点

1. 对比真核 vs 原核生物
   • 蓝藻的 “藻蓝素 + 叶绿素” 组合是区别于植物（仅含叶绿素和类胡萝卜素）的关键特征。
   • 原核生物的基因表达：转录和翻译可同时进行（无核膜分隔），而真核生物在细胞核中转录，细胞质中翻译。
2. 常见误区
   • ❌ 认为蓝藻有叶绿体：错误，其光合色素直接分布于细胞质中。
   • ❌ 认为所有藻类都是真核生物：需牢记蓝藻为原核，其他藻类多为真核。
3. 实验与探究
   • 蓝藻细胞的观察：需用显微镜（原核细胞体积较小，需区分于真核藻类）。
   • 光合作用产物检测：可通过淀粉遇碘变蓝验证其合成有机物。

三、绿藻门

绿藻是真核生物，大小和形态各异，广泛分布于淡水、海水和土壤中。常见的绿藻包括：

• 衣藻：具有两条等长的鞭毛和一个伸缩泡，常见于淡水环境。

• 水绵：丝状绿藻，常附著於沉水的岩石和木头，或漂浮在死水表面。

• 团藻：由数百至数千个衣藻型细胞构成球形群体，是绿藻门中较为特殊的种类。

• 小球藻：单细胞绿藻，细胞直径较小，可聚集成群。

四、红藻门

红藻是真核生物，植物体多为丝状体、叶状体或枝状体，少数为单细胞或群体。红藻门藻类颜色多样，从紫红到暗红不等。常见的红藻包括：

• 紫菜：常见的食用红藻，具有紫菜特有的风味和营养价值。
• 石花菜：提取琼脂的主要原料，广泛用于食品和工业领域。

五、褐藻门

褐藻是真核生物，是一类较高级的藻类，约有1500种。褐藻的颜色从暗褐到橄榄绿不等，常具有充气的气囊以浮于水面。常见的褐藻包括：

• 海带：常见的食用褐藻，富含碘和褐藻胶等营养成分。
• 裙带菜：与海带相似，但形态和生长环境略有不同。

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