植物学第一章藻类植物091

第一章藻类植物(Algae)第一节藻类植物的概述*第二节蓝藻门*第三节裸藻门第四节甲藻门第五节金藻门第六节黄藻门第七节硅藻门*第八节绿藻门*第九节红藻门*第十节褐藻门*第十一节藻类植物小结*第十二节藻类植物在国民经济中的意义*第一节藻类植物的概述自养：光合色素、光合作用、独立生活原植体植物：无根、茎、叶分化生殖器官简单：单细胞无胚植物：合子不发育成胚分布：水生为主，先锋植物演化地位：古老分类：地球上大约有3万余种藻类，分成8个门。藻类植物的学习思路形态构造：植物体形态细胞核构造细胞壁成分载色体结构与色素种类贮藏物类别鞭毛生殖方式和生活史分布及代表类群演化地位第二节蓝藻门(Cyanophyta)一、一般特征（一）形态与结构蓝藻细胞中心质（中央体）：原核周质（色素质）原生质体细胞壁：4层，粘肽(肽聚糖)壁外常有胶质鞘光合片层色素：叶绿素a藻蓝蛋白藻红蛋白黄色色素产物：蓝藻淀粉蓝藻颗粒体蓝藻细胞蓝藻植物体形态单细胞群体丝状体：具异形胞异形胞：由营养细胞形成，一般比营养细胞大，在光学显微镜下观察，细胞内是空的。形成异形胞时，细胞内的贮藏颗粒溶解，光合作用片层破碎，形成新的膜，同时分泌出新的细胞壁物质于细胞壁外边。345（二）繁殖营养繁殖：1、细胞分裂（单细胞、群体）2、藻殖段（丝状体）无性生殖：1、厚壁孢子（除颤藻科外的丝状体）2、外生孢子（管孢藻属）3、内生孢子（皮果藻属）藻殖段: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、异形胞和隔离盘将丝状体分成几段，每段称为藻殖段。厚壁孢子（三）蓝藻分布、分类分布：淡水分布为主，形成水华太湖蓝藻爆发(2007.5)分类：蓝藻纲：1、色球藻目2、管胞藻目3、颤藻目单细胞或群体胶质鞘浮游生活于淡水中繁殖：细胞分裂与群体破裂二、代表植物色球藻属浮游群体细胞分裂与群体断裂方式繁殖抑制其他藻类生长；分泌致死因子夏季在富营养水体中形成水华，危害水生动物单列细胞组成的不分枝丝状体,能颤动生于湿地、浅水中细胞短柱状，无明显胶质鞘以藻殖段繁殖颤藻属（Oscillatoria）一列细胞组成的不分枝丝状体公共胶质鞘异形胞藻殖段繁殖厚壁孢子固氮淡水、湿地念珠藻属Nostoc地木耳（N.communeVauch.）发状念珠藻（发菜）•陆生藻类，念珠藻科念珠藻属。•新鲜发菜呈蓝绿色或褐色，风干后乌黑，形状如女子绣发而得名。单列细胞、不分枝丝状体无胶质鞘异形胞水华固氮红萍共生螺旋藻外观青绿色，显微镜下成螺旋状。“人类最理想的最优秀食品”三、蓝藻门在植物界的地位蓝藻细胞构造的原始性，说明蓝藻是地球上最原始、最古老的一群植物。出现于35-33亿年前。蓝藻和细菌最接近，它们都是以细胞直接分裂的方法进行繁殖，因而人们主张蓝藻和细菌有共同的起源，并把两者合称为裂殖植物门。有人主张蓝藻红藻，但不可能。蓝藻和其他植物之间，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。第七节硅藻门(Bacillariophyta)一、一般特征1、形态构造细胞壁：果胶质与硅质，由两个“凵”形半片（瓣）套合而成，上壳、下壳，壳面、环带；壳面花纹：辐射硅藻类；羽纹硅藻类色素：叶绿素a、c，α、β-胡萝卜素，黄色色素（墨角藻黄素）；光合产物：金藻昆布糖、油；精子具鞭毛：茸鞭型，9+0植物体形态：单细胞、群体；脊缝2、繁殖：（1）营养繁殖：细胞分裂；（2）有性生殖：形成复大孢子3、分布：极广，水生动物的重要饵料之一。4、分类：硅藻门：中心硅藻纲羽纹硅藻纲羽纹硅藻属Pinnularia：羽纹硅藻纲双壳缝目单细胞或丝状群体；壳面线状、椭圆形、披针形；细胞分裂繁殖，产生复大孢子；海水或淡水产。细胞核二、代表植物1.极节2.脊缝3.中央节三、演化地位（1）硅藻、金藻、褐藻都含有叶绿素a、c及墨角藻黄素，三者之间有亲缘关系；（2）细胞壁与黄藻门相近；（3）营养体为二倍体，由含叶绿素a、c的鞭毛藻发展而来？第八节绿藻门(Chlorophyta)形态多样：单细胞、群体、丝状体、叶状体细胞壁分为二层：内纤维素，外果胶质载色体类似高等植物：外被双层膜，光合片层3-6条为一束色素：叶绿素a、b，α和β-胡萝卜素，叶黄素同化产物：淀粉两种有丝分裂类型：藻类型和高等陆生植物类型鞭毛：顶生，尾鞭型，9+2一、一般特征绿藻有丝分裂类型藻类型：胞质以环沟或细胞板方式分裂成膜体类型：有纺锤体，末期形成成膜体，子核相距远，胞质以成膜体和细胞板方式分裂（二）繁殖营养繁殖：细胞分裂，藻体断裂无性生殖：游动孢子，静孢子（似亲孢子），厚壁孢子有性生殖：同配，异配，卵配，接合生殖分布世界各地，淡水占90%，海水占10%；绿藻是藻类植物中最大的一门。分两个纲：绿藻纲和轮藻纲（三）分布二、代表植物衣藻*团藻*小球藻栅藻丝藻石莼*刚毛藻松藻水绵*轮藻*生于含有机质的淡水沟和池塘中，早春和晚秋较多；单细胞；两条顶生尾鞭型鞭毛；细胞壁：外果胶质，内纤维素；载色体：厚底杯状细胞核1个。1、衣藻属Chlamydomonas：团藻目乳突无性繁殖：游动孢子，无鞭毛的不定群体；有性生殖：游动配子，同配生殖；合子减数分裂。休眠2、团藻属Volvox：团藻目•夏季发生于淡水池塘或临时积水中，2-3周后消失；•多细胞群体，排列成一层空心球体，球体内充满胶质和水；•细胞形态和衣藻相同，有鞭毛；•有营养细胞和生殖细胞（生殖胞）的分化；•无性生殖：由生殖胞形成新个体；•有性生殖：卵式生殖；•合子减数分裂，形成游动孢子或静孢子，再发育成新个体。团藻目演化趋势代表：衣藻属盘藻属实球藻属空球藻属团藻属植物体：单细胞群体多细胞体分工：不分工分工有性生殖：同配异配卵式6、石莼属Ulva：石莼目大型、多细胞片状体，两层细胞构成。异宗同配生活史中有两种植物体：孢子体(2N)和配子体(1N)，二者同型；孢子体：二倍体，孢子母细胞减数分裂产生孢子；配子体：单倍体，孢子萌发形成，配子体产生配子；同型世代交替：在形态构造上基本相同的两种植物体互相交替循环的生活史。浒苔Enteromopha礁膜Monostroma9、水绵属Spirogyra：接合藻目•一列细胞构成的不分枝丝状体；•细胞壁：内为纤维素，外为果胶质；•有大液泡；•载色体带状，螺旋状绕于细胞中；•营养繁殖：断裂生殖；•有性生殖：接合生殖。合子减数分裂形成四个单倍核，三个消失，一个萌发成新的植物体。梯形接合侧面接合雄性丝状体雌性丝状体合子10、轮藻属Chara轮藻纲轮藻目•多细胞具分枝：主枝、短枝、刺状突起；•有假根固定植株；•主枝和侧枝分化成节和节间；•顶端细胞分裂生长•卵式生殖，生殖器官为多细胞卵囊：管细胞5、冠细胞5、卵细胞1•精子囊：盾细胞8（桔红色载色体）→盾柄细胞→头细胞→次级头细胞→精囊丝→精子（顶生两个等长鞭毛）•合子休眠后减数分裂后发育成新个体•营养繁殖：藻体断裂、珠芽繁殖三、演化地位由原核的原绿藻（活化石）演化而来；光合色素、光合产物、鞭毛类型与高等植物相似，是高等植物的祖先，在植物界的系统发育中，居于主干地位。费氏藻陆生高等植物？淡水单细胞绿藻。富含蛋白质50％、矿物质、维生素。大量培养可供食用或饲料。繁殖能力很强。有“植物肉”的美称。被称为碱性食品之王的健康食品。小球藻日本冲绳县石垣岛的户外培养池第九节红藻门（Rhodophyta）1、形态构造（1）植物体：丝状体、叶状体、枝状体为主，少数为单细胞；（2）有些种类有中轴与假薄壁组织的分化；（3）生长方式：顶端细胞分裂、居间、弥散式生长（4）细胞壁：内纤维素，外果胶质（5）载色体：外被两层膜光合片层有1个类囊体色素：叶绿素a、b，β–胡萝卜素，叶黄素，藻红素、藻蓝素贮藏物：红藻淀粉，红藻糖一、一般特征2、繁殖（1）无性繁殖：静孢子、单孢子（紫菜）、四分孢子；（2）有性繁殖：卵式生殖精子囊：不动精子果胞：含一个卵细胞（3）生活史：部分植物有世代交替。3、分布、分类以海水为主红藻纲分为两个亚纲：紫菜亚纲和真红藻亚纲受精卵果孢子1N配子体1N减数分裂果孢子体2N（囊果）减数分裂果孢子2N四分孢子体2N四分孢子1N减数分裂紫球藻属紫菜属*多管藻属二、代表植物紫菜属（Porphyra）：紫菜亚纲叶状体，1-2层细胞构成，外有胶层；基部有固着器；细胞单核，一枚星芒状载色体；藻体以弥散式生长。龙须菜（江蓠）三、演化地位（1）古老，与蓝藻有相似之处：色素，无运动细胞。有亲缘关系？（2）红藻与绿藻有亲缘关系？（3）红藻与子囊菌有关系？第十节褐藻门（Phaeophyta）1、形态构造：多细胞：分枝丝状体→假薄壁组织→有组织分化藻体内部组织分化：表皮皮层髓：喇叭丝（似筛管）细胞壁分为两层：内纤维素，外藻胶载色体：外被四层膜色素：a,c，β–胡萝卜素，叶黄素（墨角藻黄素）贮藏产物：褐藻淀粉，甘露醇精子和游动孢子具二条不等长侧生鞭毛，茸+尾，9+2一、一般特征2、繁殖营养繁殖：断裂生殖，繁殖枝；无性生殖：游动孢子和静孢子。单室孢子囊和多室孢子囊孢子有单倍和二倍的；有性生殖：多室配子囊。同配、异配和卵式；世代交替。3、分布：附着生活，海产为主，是构成海底森林的主要类群。4、分类：三个纲：等世代纲、不等世代纲、无孢子纲二、代表植物水云属海带属*鹿角菜属2、海带属（Laminaria）：不等世代纲海带目海带生活史——异型世代交替（孢子体占优势）裙带菜鹿角菜三、演化地位1、古老；2、侧生不等长双鞭毛运动细胞、色素与黄藻门相似，二者可能有亲缘关系，可能由单细胞的具两不等长侧生鞭毛的祖先进化而来。曾呈奎院士曾呈奎（1909—2005）海洋生物学家。60多年来致力于海洋植物学的教学和海藻学的研究，是我国海藻学的奠基人。他查清了我国海藻资源的分布及区系特点，弄清了紫菜的生活史，解决了有重要经济价值的紫菜、海带栽培和海带南移栽培中的关键问题。首次在中国发现了原绿藻，开拓了海藻比较光合作用和进化的研究领域，丰富了生物进化的理论。首先提出并阐明海洋水产生产必须走农牧化的道路，推动了我国海洋水产事业的发展，对世界水产事业产生了影响。第十一节藻类植物小结藻类细胞的演化藻类植物体的演化繁殖及生活史的演化藻类时代：藻类出现→6亿年前演化和发展规律：单细胞→多细胞简单→复杂低等→高等1、藻类细胞的演化（1）按光合色素和光合作用类型，藻类可分为三条进化支系：都含有叶绿素a和光系统II，但光系统II的集光色素不同:（i）藻胆素：原核蓝藻、真核红藻；（ii）叶绿素c：隐藻、甲藻、黄藻、金藻、硅藻、褐藻；（iii）叶绿素b：裸藻、原绿藻、绿藻、轮藻。（2）光合作用器官的演化:无载色体→有载色体（光合片层不成束→成束）（3）细胞核的演化：原核→中核→真核（i）红藻（ii）含叶绿素a和c的真核藻类（iii）含叶绿素a和b的真核藻类（4）细胞功能：不分化→分化组织分化2、藻类植物体的演化1）单细胞→群体及多细胞：丝状体、叶状体、枝状体、组织分化2）简单→复杂；3）自由游动→不游动、固着生活。高等藻类：绿藻门、红藻门、褐藻门3、繁殖及生活史的演化营养繁殖→无性生殖→有性生殖；有性生殖：同配→异配→卵式生殖；减数分裂：三种类型：（1）合子减数分裂（2）配子减数分裂（3）居间减数分裂无核相交替→有核相交替→世代交替[同型→异型（配子体占优势→孢子体占优势）]。合子减数分裂配子减数分裂居间减数分裂第十二节藻类植物在国民经济中的意义食用藻类与渔业的关系藻类在农业上的应用藻类在工业上的应用藻类在医药上的应用消除污染，净化废水藻类化石是探矿的指示生物门藻体颜色与体态细胞壁成分主要色素光合产物鞭毛生长环境蓝藻门蓝绿色-单细胞群体丝状体粘肽叶绿素a、藻红素、藻蓝素、黄色色素蓝藻淀粉蓝藻颗粒体无淡水产海产硅藻门橄榄褐色-单细胞可连成群体或丝状体果胶质硅质无纤维素叶绿素a、叶绿素c及胡萝卜素、叶黄素金藻昆布糖仅精子，茸鞭型淡水产海产绿藻门绿色-形体多样纤维素、果胶叶绿素a及叶绿素