Розміри водоростей коливаються від часток мікрона (кокколітофориди й деякі діатомеї) до 40 м (макроцистис). Таллом буває як одноклітинним, так і багатоклітинним. Серед багатоклітинних водоростей поряд з великими є мікроскопічні (наприклад, спорофіт ламінарієвих). Серед одноклітинних є колоніальні форми, коли окремі клітини тісно зв'язані між собою (з'єднані через плазмодесми або занурені в загальний слиз). На мал. 2 зображені основні різновиди таллому водоростей.
Мал.5. Водорості - такі різні.
До водоростей відносять різне число (залежно від класифікації) відділів еукаріот, багато з яких не зв'язані загальним походженням. Також до водоростей часто відносять синьозелені водорості або ціанобактерії, що є прокаріотами. Традиційно водорості зараховуються до рослин.
Клітини водоростей - цілком типові для еукариот. Дуже схожі на клітини и наземних рослин (мохів, плаунів,папоротей, голонасінних і квіткових). Основні відмінності - на біохімічному рівні (різні фотосинтезуючі пігменти, що й маскують, запасають речовини, основи клітинної стінки і т.д.) і в цитокінезі (процесі ділення клітинии).
Фотосинтезуючі (і що маскують їх) пігменти перебувають в особливих пластидах - хлоропластах. Хлоропласт має дві (червоні, зелені, харові водорості), три (евглены, динофлагелляти) або чотири (охрофітові водорості) мембрани. Також він має власний сильно скорочений генетичний апарат, що дозволяє припустити його симбіогенез (походження від захопленої прокаріоти). Внутрішня мембрана випинається усередину, утворюючи складки -тилакоїди, зібрані в стопки - ламелли: монотилакоїдні в червоних і синьозелених, дво- і більше в зелених і харових, трьохтилакоїдні в інших. На тилакоїдах, власне, і розташовані пігменти. Хлоропласти у водоростей мають різну форму (дрібні дископодібні, спіралевидні, чашоподібні, зірчасті і т.д.).
У багатьох у хлоропластах є щільні утвори - пиреноїди.
Продукти фотосинтезу, у цей момент зайві, зберігаються у формі різних запасних речовин: крохмалю, глікогену, інших полісахаридів, ліпідів. Запасання ліпідів більше властиво морським формам (особливо планктонним діатомовим, які за рахунок масла тримаються на плаву зі своїм важким панциром), а запасання полісахаридів (включаючи крохмаль і глікоген) більше властиво прісноводним.
Клітини водоростей (за винятком амебоидного типу) покриті клітинною стінкою й/або клітинною оболонкою. Стінка перебуває зовні мембрани клітинии, звичайно містить структурний компонент (наприклад, целюлозу) і аморфний матрикс (наприклад, пектинові або агарові речовини); також у ній можуть бути додаткові шари (наприклад,спорополленіновий шар у хлорелли). Клітинна оболонка являє собою або зовнішній кремній органичний панцир (у діатомових і деяких інших охрофітових), або ущільнений верхній шар цитоплазми (плазмалему), у якім можуть бути додаткові структури, наприклад, пухирці, порожні або із целюлозними пластинками (своєрідний панцир, тека, у динофлагеллятів). Якщо клітинна оболонка пластична, клітина може бути здатна до так званого метаболичного руху - ковзанню за рахунок невеликої зміни форми тіла.
У водоростей виділяють кілька основних типів організації таллома:
1 Амебоїдний (ризоподіальний)
Одноклітинні організми, позбавлені твердої клітинної оболонки й внаслідок цього, не здатні зберігати постійну форму тіла. Завдяки відсутності клітинної стінки й наявності особливих внутрішньоклітинних структур клітина здатна до плазуючого руху за допомогою псевдоподій або ризоподій. Для деяких видів характерний утвір багатоядерного плазмодія шляхом злиття декількох амебоїдних клітин. Амебоїдне будову можуть удруге здобувати деякі монадні форми шляхом відкидання або втягування джгутиків.
2 Монадний (мал. 3)
Одноклітинні водорості, що мають постійну форму тіла, джгутики, часто стигму, а прісноводні - скорочувальну вакуоль. Клітини активно рухаються у вегетативному стані. Часто зустрічається об'єднання декількох монадних клітин у колонію, оточену загальним слизом, у деяких випадках навіть з'єднаних між собою за допомогою плазмодесм. У високоорганізованих форм із багатоклітинним талломом часто є стадії розсілення - зооспори й гамети, що мають монадную структуру.
Мал. 6. Різноманіття джгутиків.
3 Коккоїдний
Одноклітинні, позбавлені яких-небудь органоїдів пересування, що й зберігають постійну форму тіла у вегетативному стані клітини. Найчастіше є стовщена клітинна стінка або панцир, можуть бути різні вирости, пори та ін. для полегшення ширяння в товщі води. Багатьом водоростям з даною структурою властивий утвір колоній. Деякі діатомеї й десмідієві здатні до активного пересування шляхом виділення слизу.
4 Пальмеллоїдний (капсульний)
Постійний, досить великий, як правило, прикріплений до субстрату, утвір з декількох коккоїдних клітин, занурених у загальну слизувату масу. Клітини безпосередньо між собою не поєднуються - відсутні плазмодесми. Тимчасову стадію життєвого циклу з аналогічною морфологією називають пальмеллевидним станом. У такий стан можуть переходити багато монадних й коккоїдних водоростей при настанні несприятливих умов.
Мал. 7. Нитчасті водорості.
Клітки з'єднані в нитку, просту або розгалужену. Нитки можуть вільно плавати в товщі води, прикріплюватися до субстрату, або поєднуватися в колонію. Вегетативно нитчаті водорості розмножуються звичайно розпадом нитки на окремі фрагменти. Ріст ниток може йти чотирма шляхами: дифузійним - діляться всі клітини нитки, інтеркалярним - зона росту розташована в середині нитки, апікальним - розподілом кінцевих клітин, і базальним - розподілом клітин уоснові таллома. Клітини в нитці не мають джгутиків і можуть бути зв'язані між собою плазмодесмами.
6 Різнонитчатий (гетеротрихальний)
Є дві системи ниток: сланкі по субстрату горизонтальні, і що відходять від них вертикальні. Горизонтальні нитки тісно замикаються, або можуть зливатися в псевдопаренхіматозну пластинку й виконують, в основному, опорну функцію й функцію вегетативного розмноження, вертикальні нитки - переважно асиміляторну функцію. Іноді може спостерігатися редукція, або надмірний розвиток тих або інших ниток, що приводить до вторинної втрати або порушення характерних рис гетеротрихальної будови (при редукції вертикальних ниток, наприклад, таллом може являти собою просту одношарову пластинку, повністю прикріплену до субстрату.
7 Пластинчастий
Багатоклітинні талломы у формі пластинок з одного, двох або декількох шарів клітин. Виникають при поздовжньому розподілі клітин, щоскладають нитку. Число шарів залежить від характеру утвору перегородок при розподілі клітин. Іноді шари можуть розходитися, і таллом тоді здобуває трубчасту форму (порожній у середині), стінки при цьому стають одношаровими.
8 Сифональний (неклітинний, сифоновий)
Відсутні клітинні перегородки, у результаті чого таллом, часто великий і зовні диференційований, формально являє собою одну клітину з великою кількістю ядер.
9 Сифонокладальний
Таллом представлений багатодерними клітинами, з'єднаними в нитчаті або іншої форми багатоклітинні талломы(Siphonocladales).
10 Харофітний (членисто-мутовчатий)
Властива тільки харовим водоростям. Таллом великий, багатоклітинний, складається з головного пагону з гілочками, що й відходять від нього, іноді розгалуженими, членистими бічними пагонами. Бічні пагони відходять від головного в області вузлів, частина пагонів між вузлами складається, як правило, з однієї великої клітини й називається міжвузллям (мал. 5)
Мал. 8. Харові водорості.
11 Сарциноїдний
Колонії, що представляють собою групи (пачки або ниткоподібні утворення), які виникають у результаті розподілу однієї вихідної клітини й включеннях, що розтягують оболонку цієї клітини.
12 Псевдопаренхіматозний
Представлений сланями, які утворювалися в результаті зрощення розгалужених ниток, нерідко супроводжуваний морфофункціональною диференціацією, що має вигляд неправильних тканин.
