硅藻、轮藻和甲藻
绿藻是由叶绿体进化而来的，叶绿体能够进行光合作用并极大地增加可用氧气。蓝绿藻得到了最近的大部分研究，因为许多受过细菌研究训练的科学家已经开始研究这种植物的商业价值，它既属于蓝绿藻，也属于细菌;蓝藻。
原绿球藻，一种蓝绿色藻类，可能是地球上最小的生物，只有0.6微米(百万分之一米)，但它是地球上最丰富的生物之一。一滴水可能含有超过100,000个这样的单细胞生物。麻省理工学院的莎莉·奇泽姆研究了原绿球藻，她说，上万亿这样的小细胞组成了看不见的森林，提供了海洋中大约一半的光合作用。
藻类分类
生物分类组别 叶绿素 类胡萝卜素 贮藏物质
颜色
绿色通常与藻类联系在一起，来自叶绿素，但藻类也包含许多颜色的色素，特别是青色，红色，橙色，黄色，蓝色和棕色。有些品种是无色的。绿藻之所以呈绿色，是因为绿色是它唯一不吸收的光的颜色。红藻能吸收光谱中的所有颜色，并反射红色。红藻可以在海洋深处生长，因为它们有能力吸收进入海洋深处的蓝光。
藻类利用色素捕捉阳光进行光合作用，但每种色素只与一个狭窄的光谱范围发生反应。因此，藻类会产生各种不同颜色的色素来获取更多的太阳能。藻类将光转化为叶绿素a，叶绿素a将光能转化为有机分子的高能量键。
绿色，蓝色和红色的藻类
藻类为以它们为食的食草动物提供颜色。众所周知，巨型树懒的白色皮毛被藻类染上了绿色。藻类生活在北极熊的中空毛发中，并为火烈鸟提供了粉红色的色素，它们以虾和藻类为食。类似的藻类类胡萝卜素赋予了鲑鱼粉红色的色素。
几年前，亚利桑那州帕洛维德核电站的冷却池吸引了一只粉红色的火烈鸟。这只可怜的鸟变白了，引起了全世界媒体对可能的辐射泄漏的猜测。幸运的是，一位生物学家发现这些池塘的藻类中缺乏足够的β -胡萝卜素来维持这种鸟的粉红色。火烈鸟飞到另一个长满水藻的池塘，很快就恢复了粉红色。
藻类可能与真菌共生生长，形成地衣——在岩石和树木向阳的一面上的彩色粗糙物质。藻类和真菌相互依赖，因为藻类为两种植物生产食物，并通过交换从真菌那里获得水和矿物质。真菌也提供了重要的保护，防止干燥-干燥和死在阳光下。
早在恺撒大帝时代，就已经有人利用藻类地衣植物来制造颜料和染料了。罗马长袍的经典红色来自于从地衣中提取的色素。罗马妇女重视这种植物，把它用作胭脂，使她们的脸更有颜色。几乎所有的现代化妆品都含有藻类成分，以改善颜色、乳化和/或保湿。
第六章:藻类物种选择
藻类生产者选择特定的藻类菌株在藻类生物量中生长有价值的化合物。藻类生物量主要包括用于生产生物燃料的脂类，用于食品、饲料和营养食品的蛋白质，以及可以制成一系列产品的淀粉和碳水化合物。
脂质是一种长碳链分子，为植物储存能量，并作为细胞膜的结构成分。脂类是使植物更有浮力的油脂，这样植物就能沿着水柱向上移动，获得太阳能。有些藻类的脂质产量自然非常高，例如干重的80%，但它们生长非常缓慢。其他物种生长非常快，自然储存约20%的脂质，但当受到营养限制时，储存约40%的脂质。
蛋白质是由氨基酸组成的大型有机化合物，排列成由肽键连接的线性链。植物的遗传密码决定了氨基酸的序列，但营养的限制可能会导致氨基酸产量的变化。大多数蛋白质是催化生化反应和植物代谢的酶。其他蛋白质在植物中维持细胞形状并提供信号功能。
藻类利用光合作用和太阳能从二氧化碳中产生葡萄糖。葡萄糖主要以淀粉颗粒的形式储存在叶绿体和淀粉体等质体中。藻类可以制造水溶性葡萄糖、植物糖，但它消耗相当大的空间。藻类适应了以淀粉的形式制造葡萄糖的能力，淀粉是一种复杂的碳水化合物，不溶于水，不易储存。淀粉是人类饮食中最重要的碳水化合物，藻类碳水化合物可以代替玉米、小麦、土豆或大米等粮食面粉。淀粉也可以发酵成各种各样的酒精或生物燃料。
基于水生物种计划和其他藻类生产研究经验的前进道路表明，用于生物燃料生产的健壮的藻类物种需要以下特性:
- 产生高和恒定的脂质含量。
- 藻类的持续生长需要克服藻类培养所普遍存在的稳定性问题。
- 具有较高的光合效率。
- 随季节气候差异和每日气温变化而生长。
- 附着在容器侧面或底部造成的污染极小。
- 容易获取和提取脂质与柔软或灵活的细胞壁。
藻类种植者可以从德克萨斯大学(University of Texas)、多伦多大学(University of Toronto)、加州大学伯克利分校(ucla Berkeley)、哥本哈根大学(University of Copenhagen)、苏格兰海洋研究所(Scottish Marine institute)、中国科学院(Chinese Academy of Sciences)、布拉格大学(University of Prague)和世界文化收藏联合会(World Federation of culture collections)的养殖藏品中选择和购买藻类品种。大部分藏品提供文化销售、构图和图片。史密森国家自然历史博物馆的藻类画廊包含了大量关于藻类的信息和藻类地点的链接。
物种间的组成变化很大。一些藻类含有80%的脂质，而另一些则产生60%的蛋白质，还有一些是92%的碳水化合物。物种选择不仅对所需的成分至关重要，而且对许多结构和生长变量也至关重要，这些变量在不同的物种和菌株之间存在很大差异。
不同藻类种类的组成变化
当藻类营养有限时，如氮、磷或硫，它们会减少必需的多不饱和脂肪酸的产量，并可能产生较低质量的蛋白质和较少的氨基酸。营养剥夺可能导致藻类增加脂质生产，但通常会减缓或停止繁殖和生长。生物工程师正在研究在不剥夺营养的情况下增加脂质的藻类。一些研究实验室已经创造了转基因藻类菌株，可以在不收获的情况下分泌油脂，从而实现持续生产。避免收获和采油，消除了巨大的时间和成本因素。
藻类品种提供了几乎无限的特征组合。通过对自然发生的有机体、生物工程和杂交的选择筛选，特殊属性正在增强。像dr。Milton Sommerfeld和Jerry Brand花了几十年的时间在湿地、湖泊和沙漠中寻找具有理想特性的天然藻类。布鲁斯·里特曼(Bruce Rittmann)博士一直致力于对藻类进行基因改造，以产生更多的油或其他高级化合物。许多藻类生产者通过交叉施肥的方式杂交藻类菌株，以最大限度地提高理想的生长特性、易于收获和提取以及理想的化合物。
每种藻类提供不同比例的脂质、淀粉和蛋白质，表1。有些藻类蛋白质含量高，有些藻类主要是淀粉或脂质。养殖方式的变化可能会极大地改变藻类的生物量组成。
表1。各种藻类组成(干物质百分比)
