藻类植物

第一章藻类植物Algae第一节藻类植物概述一、形态特征：藻类植物均无根、茎、叶等器官的分化，是自养的原植体植物（低等植物）。藻类植物体有单细胞、群体(各细胞形态构造相同，没有分工)和多细胞个体。藻类植物含有多种不同的色素，由于叶绿素与其它色素的比例不同，而呈现出不同的颜色。藻类植物繁殖有无性繁殖和有性生殖。无性繁殖有营养繁殖和孢子繁殖之分。生殖器官为单细胞或每个细胞都参与繁殖。合子不发育成多细胞的胚。藻类植物约3万余种，多数生活在淡水和海水中，少部分生活在土壤、树皮、岩石等陆地上。二、繁殖三、分类主要根据藻类植物载色体的结构以及所含色素的种类，贮藏营养物质的类别以及藻体的形态，细胞核的构造和细胞壁的成分，鞭毛的有无、数目、着生位置及类型，生殖方式及生活类型等进行分类。一般将它们分为8（7-10）个门：1.蓝藻门（Cyanophyta）2.裸藻门（Euglenophyta）3.甲藻门（Pyrrophyta)4.金藻门（Chrysophyta）[黄藻门（Xanthophyta）硅藻门（Bacillariophyta）]5.绿藻门（Chlorophyta）6.轮藻门（Charophyta）7.红藻门（Rhodophyta）8.褐藻门（Phaeophyta）第一节蓝藻门色球藻一、蓝藻门的一般特征蓝藻是一类最原始、构造简单的自养植物。植物体为单细胞或群体，多数细胞外有胶质鞘(即细胞壁两层，内层纤维素，外层果胶质)，有的群体外有共同的胶质鞘。细胞无真正的细胞核，只有核物质，为原核细胞，属于原核生物。（1）蓝藻细胞无细胞分化。（2）细胞内的原生质体分化周质和中央质两部分。（3）其所含叶绿素a、藻蓝素等色素存在于光合片层上。（4）贮藏的物质是蓝藻淀粉。（5）蓝藻只进行无性繁殖，包括营养繁殖和孢子繁殖，不具有性繁殖。营养繁殖通过细胞分裂进行繁殖。单细胞蓝藻细胞分裂后，形成单细胞个体；群体和丝状体蓝藻主要靠断裂来增加个体。断离的丝状体称为藻殖段。藻殖段的是由异形胞分隔形成的，或是由于丝状体中某些细胞的死亡，或在两个细胞之间形成双凹形分离盘等。异形胞是由营养细胞形成的，大小与营养细胞很相似，但壁厚，所含的物质均匀透明。蓝藻还可产生孢子进行无性繁殖。在丝状体类型中产生厚壁孢子。厚壁孢子由普通营养细胞体积增大，营养物质的积累和细胞壁的增厚形成的。孢子可长期休眠，以渡过不良环境。环境适宜时，孢子萌发，分裂形成新的丝状体。蓝藻生长在含有机质的水体中，夏秋季节过量繁殖，在水表形成的一层有腥味的浮沫，即水华，反映水体富营养化，并加剧水质污染，因大量消耗水中的氧，造成鱼虾缺氧死亡。主要为颤藻属等。太湖蓝藻暴发二、分类及代表植物1.色球藻属Chroococcus：植物体为单细胞或群体。单细胞时，细胞为球形，外被固体胶质鞘。群体是由两代或多代的子细胞在一起形成的，每个细胞都有个体胶质鞘，同时还有群体胶质鞘包围着。细胞呈半球形，或四分体形，在细胞相接处平直。胶质鞘透明无色蓝藻门有3纲，150属，1500种。2、颤藻属（Oscillatoria）生于湿地或淡水中，其藻体为一列细胞组成的不分枝丝状体，藻体能前后或左右颤动。无胶质鞘，细胞呈圆筒形。丝状体中间有少数空的死细胞，有时有胶化膨大的隔离盘，都呈双凹形。通过死细胞和隔离盘将丝状体分成几段，每段称为藻殖段。3、念珠藻Nostoc藻体为一列圆形细胞组成的丝状体，丝状体不分枝，外有公共胶质鞘所包而形成片状。丝状体有异形胞，两异形胞间的藻体可断离母体而进行繁殖，故两异形胞之间的这段藻体称为藻殖段。葛仙米、发菜、地耳等可食用。4、螺旋藻藻体为一个或一列圆形细胞组成的丝状体，呈螺旋状排列。螺旋藻含大量的人类必需氨基酸的蛋白质，是人类理想的食品。5、鱼腥藻藻体为一列圆形细胞组成的丝状体外无公共胶质鞘，有明显的固N能力。蓝藻和细菌:都以细胞直接分裂的方法进行繁殖.被认为有共同的起源，合称为裂殖植物，分为裂殖藻纲和裂殖菌纲。因都是原核生物，在H.F.Copeland.1938四界学说中，蓝藻和细菌一起列为原核生物界。蓝藻和红藻：光合色素相似，都不产生运动细胞，有人主张红藻是由蓝藻发展来的，但两者在其它方面的特征相差甚远，因而不可能有亲缘关系。蓝藻和其它植物之间，在构造上和生殖方式上有明显差别，说明蓝藻是独立的植物类群。三、蓝藻的系统地位第二节裸藻门Euglenophyta一、裸藻门的一般特征绝大多数都是无细胞壁、有鞭毛、能自由游动的单细胞植物。又分为绿色和无色两大类。在绿色种类，含叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素，贮藏物质为副淀粉(即裸藻淀粉)和脂肪。有的无色种类象动物，可吞食固体食物。裸藻植物体，有鞭毛1~3条、有趋光性的眼点，另外因没有纤维素的壁，其植物体可以伸缩变形。绝大多数为淡水产，极少数为海产。眼虫藻1.细胞纵裂。分裂开始，着生鞭毛一端发生凹陷，同时细胞核开始有丝分裂，鞭毛器和眼点也分裂，这些过程结束后，细胞本身发生缢裂。缢裂的结果，叶绿体和裸藻淀粉粒在每个子细胞中各保留一半，一个子细胞保留原有的鞭毛，另一个子细胞长出一条新的鞭毛繁殖2.胶群体:在胶质状态下，细胞分裂时首先失去鞭毛，并分泌厚的胶被，细胞在胶被内反复分裂，形成许多细胞的胶群体，环境适宜时，每个细胞发育成一个新的个体。3.胞囊:有时细胞停止运动，分泌一层厚壁，变成胞囊。胞囊可渡过恶劣环境。裸藻没有无性生殖，有性生殖尚不能确定。分布裸藻大多数分布在淡水，少数生长在半咸水，很少生活在海水中，特别是在有机质丰富的水中，生长良好，是水质污染的指示植物，夏季大量繁殖使水呈绿色，并浮在水面上形成水华。裸藻有两个属生活在两栖类的消化管内。裸藻门约有40属，800多种，全部包括在裸藻纲Euglenophyceae中。本纲分两个目，即裸藻目Euglenales和胶柄藻(柄裸藻）目Colaciales。二、分类三、裸藻门的分类地位裸藻门在营养时期具有鞭毛，又称为鞭毛藻。其构造和习性兼有动物和植物的特征，因而人们把鞭毛藻作为动、植物的共同祖先。鞭毛藻是无鞭毛藻类和其它植物进化发展的中心裸藻与绿藻关系：裸藻的色素和绿藻相同，认为两者关系密切。但两者运动型细胞的原生质体结构显著不同，贮藏的营养物质、鞭毛的数目及类型，和绿藻都不同。第三节绿藻门Chlorophyta1、其细胞的细胞核和叶绿体、所含的色素、贮藏的养分、及细胞的成分都与高等植物很相似。2、植物体呈绿色，色素包括叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素。贮藏的养料为淀粉和油类。3、绝大多数绿藻的营养体无鞭毛，不能运动。但在繁殖形成游动孢子和配子时有鞭毛，能运动。少数单细胞和群体类型的营养细胞前端有2或4条等长的鞭毛，终生能运动。4、繁殖：无性繁殖和有性繁殖。一、绿藻门的一般特征无性繁殖：游动孢子，营养细胞失去鞭毛，有丝分裂，原生质体分裂为2、4、6、8或16个子原生质体团，各原生质体团产生新的细胞壁和鞭毛，形成游动孢子。游动孢子囊破裂后，孢子逸出，发育成新的个体。不动孢子：似亲孢子（除大小外，其余同母细胞）、厚壁孢子和休眠孢子。有性生殖：产生配子，配子结合成合子，发育为新个体，或减数分裂后形成孢子，再发育为新个体。多为同配生殖或异配生殖，少数为卵式生殖。同配是指大小、行为相同的两个配子之间的结合；异配是由一个大而游动迟缓的大配子与小而活泼的小配子结合；卵式生殖则是大配子完全失去鞭毛，不再游动，称为卵，小配子行动活泼游向卵而完成结合。5、绿藻植物体多样：①单细胞种类，如衣藻属。②群体类，如实球藻属。③多细胞类，如团藻属。④丝状体类，如水绵属，丝藻属等。水绵水绵二、分类及代表植物绿藻分布很广，以淡水中最多，共约2纲，350属，约7000种。1、衣藻属（Chlimydomonas）衣藻的植物体为单细胞，多呈卵形，细胞被纤维素的细胞壁所包，细胞质中有一大的杯状叶绿体，其基部有一较大的蛋白核(淀粉核)。细胞核位于叶绿体凹陷处，细胞前端具两条等长的鞭毛；前端的一侧还有一红色眼点，具感光作用，鞭毛的基部有两个并列的伸缩泡。胶群体2、实球藻属Pandovina实球藻一般由4，8，16，32个细胞组成一球形植物体，这些细胞的功能相同，每个细胞的形态结构酷似衣藻，称为衣藻型细胞，所有细胞均被共同的胶质包被。实球藻行无性繁殖和有性生殖。有性生殖为异配，无性生殖时各细胞同时产生游动孢子，排成与母体相似的子群体，共同包在母体内，放出后形成新的植物。为定型群体。3、团藻属Volvox植物体为球形体，球体的表面由数百乃至上万个具双鞭毛的细胞构成，中央腔内充满粘液，每个细胞的结构与衣藻相似，各细胞间有原生质丝相连，并有营养细胞和繁殖细胞之分，为多细胞体。团藻也有无性繁殖和有性繁殖两种。无性繁殖时，形成了少数大型的繁殖胞，繁殖胞发育成子群体，落入母群体腔内，母体破裂时，放出子群体。有性繁殖为卵式生殖。4、水绵属Spirogyra藻体为筒状细胞连接而成单列不分枝的丝状体。细胞中含1至数条带状叶绿体，作螺旋状环绕于原生质体的周围，叶绿体上有一列蛋白核，细胞中部有一细胞核。水绵的无性繁殖为丝状体的断裂，有性生殖为接合生殖。接合生殖为梯形结合。梯形接合时两条丝状体并列成对，相对处的细胞壁向外突起伸长并接触，相接处细胞壁溶解，形成接合管。此时，细胞原生质体缩成一团，即为配子，一个配子经接合管与另一配子融合，形成合子。合子随丝状体腐解沉入水底休眠，经减数分裂后，其中仅一核发育为新的丝状体。侧面结合梯形结合合子孢子体和配子体均黄绿色，片状，膜质，由两层细胞组成，高10-15厘米。海产。5.石莼(Ulvalatuca)孢子体配子体配子合子游动孢子同形世代交替的生活史有性世代无性世代6、轮藻属（Chara）植物体分枝多，以假根固着于水底，有节与节间之分。节上轮生短枝，短枝也分化成节和节间，节上轮生刺状细胞。有性生殖是卵式生殖，雌性生殖器官叫卵囊，雄性生殖器官叫精囊。卵囊球中产生卵，精囊球中产生精子。精子进入卵囊中与卵受精，合子休眠后经减数分裂形成原丝体，再发育成新植物体。轮藻(n)卵囊原丝体(n)精子囊卵精子合子(2n)减数分裂4个子核(n)(n)因轮藻植物体高度分化，生殖器官构造复杂，外由一层营养细胞包着，类似高等植物，故有的将其独立成1门，只有1个科，7属，约340种。（1）浒苔（Enteromorphaprolifera）藻体管状，膜质，丛生，主枝明显，分枝细长，高可达1米。（2）绿管浒苔（Enteromorphalinza）藻体绿色，片状，膜质，高10-30厘米，边缘波状皱褶。（3）石莼(Ulvalatuca)藻体黄绿色，片状，膜质，两层细胞，高10-15厘米。（4）孔石莼（Ulvapertusa）藻体和上种类似，但有大小不等的孔。（5）刺松藻（Codiumfragile）藻体海绵质，单细胞多核体，复叉状分枝，枝圆柱状。7、常见绿藻栅藻丝藻松藻三、绿藻门的系统地位化石：14—12亿年前。原绿藻：柳文1975发现。绿藻与高等植物：相同的色素、光合产物、鞭毛（尾鞭型），可能是高等植物祖先，处于同一演化线上。轮藻起源费氏藻起源第四节甲藻门（Pyrrophyta)1.单细胞体。2.细胞有或无壁，纵裂甲藻有左右两对称半片，无纵沟和横沟；横裂甲藻由多个板片组成，有1横沟（腰带）和1纵沟。3.载色体多，盘状、片状、棒状或带状。3层膜包围，光合片层由3条类囊体组成。4.光合色素有叶绿素a、c，β-胡罗卜素、多甲藻黄素、硅甲藻素、甲藻素、硅藻黄素。藻体呈黄绿色至褐色。同化产物是淀粉和油。一、一般特征5.中核（甲藻核）：有丝分裂时核膜核仁不消失，核内无纺锤丝，染色体附着在核膜上或特殊的着丝点上。无中期板。6.两条顶生鞭毛或侧生鞭毛。1条向前为尾鞭型，1条向后为茸鞭型。侧生鞭毛从中部横沟中伸出的，叫横鞭毛，为茸鞭型；从纵沟伸出的向后，叫纵鞭毛，为尾鞭型。二、分类及代表植物甲藻门约1000种，分纵裂甲藻纲和横裂甲藻纲。多为海产，少数生于淡水，是水生动物的饵料。角藻属第五节硅藻门Bacillariophyta一、硅藻门的一般特征单细胞植物，可